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醇是重要的有机化工原料.一定条件下,甲醇可同时发生下面两个反应: i.2CH3O...

醇是重要的有机化工原料.一定条件下,甲醇可同时发生下面两个反应:

i.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

ii.2CH3OH(g)C2H4(g)+H2O(g)

I.上述反应过程中能量变化如图所示:

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(1)在某密闭容器中,充人一定量CH3OH(g)发生上述两个反应,反应          (填“i”或“ii”)的速率较大,其原因为                      .若在容器中加入催化剂,使ii的反应速率增大,则E1和E2﹣E1的变化是:E1           ;E2﹣E1            (填“增大”、“减小”或“不变”).

(2)已知:CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g)△H=+50.7kJ.mol﹣1.则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=                    

Ⅱ,某研究小组通过控制反应条件,在三个容积均为2L的密闭容器中只发生反应i,起始反应温度均为T℃,起始投料如下表所示:

 

起始投料/mol

编号

CH3OH(g)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

恒温容器1

2

0

0

恒温容器2

0

2

2

绝热容器3

2

0

0

(3)比较平衡时容器1中c1(H2O)和容器2中c2(H2O)的大小:c1(H2O)             c2(H2O)(填“>”、“<”或“=”);三个容器中反应的化学平衡常数分别记为K1、K2和K3,三者的大小关系为           

(4)若容器1中平衡时CH3OH(g)的转化率为80%,则该温度下反应i的平衡常数K=             

 

(1)ⅰ;该反应的活化能较小;减小;不变;(2)﹣45.5 kJ•mol﹣1; Ⅱ、(3)<;K1=K2>K3;(4)4. 【解析】(1)反应的活化能越小反应速率越快,在某密闭容器中,充人一定量CH3OH(g)发生上述两个反应中反应i和ii相比,反应i的活化能小,反应速率快,加入催化剂改变了反应的途径,降低反应所需的活化能,所以E1和E2的变化是减小,催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差即反应热不变,E2﹣E1的大小为反应的焓变,活化能大小对该反应的反应热无影响 (2)分析图象得到反应①2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)△H=﹣29.1KJ/mol, ②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=﹣23.9KJ/mol, ③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g)△H=+50.7kJ.mol﹣1. 依据盖斯定律②﹣①﹣③得到乙烯气相直接水合反应的热化学方程式为: C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)△H=﹣45.5 kJ•mol﹣1 故答案为:﹣45.5 kJ•mol﹣1; Ⅱ、(3)图象分析可知,反应为:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=﹣23.9KJ/mol,图表数据都是在恒温容器中进行的反应,达到平衡的方向不同,但反应的平衡常数不变,K1=K2,反应i为2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g),反应前后气体体积不变,容器1正向进行,容器2逆向进行,相当于容器1中达到平衡基础上增大压强,平衡不动,但物质浓度增大,c1(H2O)<c2(H2O),容器3是绝热容器,反应达到平衡容器中温度高于容器1,平衡应逆向进行,平衡常数减小,K1=K2>K3 (4)若容器l中平衡时CH3OH(g) 的转化率为80%, 2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) 起始量(mol/L) 2 0 0 变化量(mol/L) 2×80% 0.8 0.8 平衡量(mol/L) 0.4 0.8 0.8 K==4,故答案为:4. 【点评】本题考查了化学平衡、平衡常数的影响因素分析判断,平衡常数计算应用,注意图象分析和热化学方程式的分析判断,掌握基础是关键,题目难度中等.  
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考点分析:
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硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在,其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用.

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(1)一种以铜作催化剂脱硫有如下两个过程:

①在铜的作用下完成工业尾气中SO2的部分催化氧化,所发生反应为:2SO2+2nCu+(n+1)O2+(2﹣2n)H2O═2n CuSO4+(2﹣2n) H2SO4从环境保护的角度看,催化脱硫的意义为          ;每吸收2molSO2,被SO2还原的O2的质量为           g.

②利用如图1所示电化学装置吸收另一部分SO2,并完成Cu的再生.写出装置内所发生反应的离子方程式                  

(2)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如图2:

①用离子方程式表示反应器中发生的反应是:

②用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是          

Ⅱ.汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一.

已知氮的氧化物是汽车尾气的污染物,用如图3装置可监测其含量,电池中每转移0.4mole﹣,Pt 电极消耗          L氧气(标况下)该装置的负极反应式为           

 

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随着我国工业化水平的不断发展,解决水、空气污染问题成为重要课题.

(1)工业尾气中含有大量的氮氧化物,NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术.反应原理如图所示:

①如图可知SCR技术中的氧化剂为               

②用Fe做催化剂加热时,在氨气足量的情况下,当NO2与NO的物质的量之比为1:1时,写出该反应的化学方程式                   

(2)工业废水中常含有一定量的Cr2O72﹣,会对人类及生态系统产生很大损害,电解法是处理铬污染的常用方法.该法用Fe做电极电解含Cr2O72﹣的酸性废水,电解时,在阴极上有大量气泡生成,并产生Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀.

①反应中lmol Cr2O72﹣完全生成Cr(OH)3沉淀,外电路通过电子的物质的量         mol;

②常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10﹣32,当Cr3+浓度小于10﹣5mol•L一1时,可认为完全沉淀,电解完全后,测得溶液的pH=6,则该溶液过滤后            (填“能”或“否”)直接排放.

(3)C1O2气体是一种常用的消毒剂,现在被广泛的用于饮用水进行消毒.自来水厂用ClO2处理后的水中,要求C1O2的浓度在0.1﹣0.8mg•L﹣1之间.碘量法可以检测水中C1O2的浓度,步骤如下:

I.取一定体积的水样用微量的氢氧化钠溶液调至中性,然后加人一定量的碘化钾,并加人淀粉溶液,溶液变蓝;

Ⅱ.加人一定量的Na2S203溶液(已知:2S2O32﹣+I2═S4O62﹣+2I);

Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1.3.

已知:本题中C1O2在中性条件下还原产物为ClO2,在酸性条件下还原产物为C1

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请回答下列问题:

①确定操作II完全反应的现象                  

②在操作III过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式                  

③若水样的体积为1.0L,在操作II时消耗了1.0×10﹣3mol•L﹣1的Na2S2O3溶液10mL,则水样中ClO2的浓度是          mg•L﹣1

 

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下表中根据实验操作和现象所得出的结论正确的是

选项

实验操作

实验现象

结论

A

蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液X

有白烟产生

X一定是浓盐酸

B

KIO3溶液加入HI溶液,并加入淀粉

溶液变为蓝色

KIO3氧化性比I2

C

强酸性溶液Y中加入Ba(NO32溶液,静置后在加入KSCN溶液

先有白色沉淀,后溶液又变红

Y中一定有SO42﹣

D

C2H2OH与浓硫酸混合后加热到170°C

制得的气体使酸性KMnO4溶液褪色

一定是制得的乙烯使酸性KMnO4溶液褪色

A.A    B.B    C.C    D.D

 

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下列有关说法,不正确的是

①将盛有二氧化氮气体的试管倒立在水中,溶液会充满试管

②向煤中加入适量石灰石,在煤燃烧时最终生成CaSO4,可减少SO2对大气的污染

③为测定熔融氢氧化钠的导电性,可将氢氧化钠固体放在石英坩埚中加热熔化

④电解从海水中得到的氯化镁溶液可获得金属镁

⑤为确证NaHCO3溶液中混有Na2CO3,取少量溶液,加入澄清石灰水,若有白色沉淀生成,则证明混有Na2CO3

A.①③④⑤    B.②③④    C.①③④    D.①②④⑤

 

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下列叙述正确的是

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①装置甲可防止铁钉生锈

②装置乙可除去乙烯中混有的乙炔

③装置丙可验证HCl气体在水中的溶解性

④装置丁可用于实验室制取乙酸乙酯

⑤装置戊可用于收集H2、CO2、Cl2、HCl、NO2等气体.

A.①③⑤    B.③④    C.①②④    D.③⑤

 

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