甲烷是最简单的烃，是一种重要的化工原料。 (1)以甲烷为原料，有两种方法合成甲醇...

甲烷是最简单的烃，是一种重要的化工原料。

(1)以甲烷为原料，有两种方法合成甲醇：

方法Ι：①CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g) △H1=-35.4kJ/mol

②CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H2 =-90.1kJ/mol

方法Ⅱ： ③2CH4(g)＋O2(g)2CH3OH(g) △H3 =______kJ/mol

(2)在密闭容器中充入2molCH4 (g) 和1molO2 (g)，在不同条件下反应：2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g)。实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示。

①P1时升高温度，n(CH3OH)_______________（填“增大”、“减小”或“不变”）；

②E、F、N点对应的化学反应速率由大到小的顺序为____________（用V(E)、V(F)、V(N)表示）；

③下列能提高CH4平衡转化率的措施是_______________（填序号）

a.选择高效催化剂 b.增大投料比 c.及时分离产物

④若F点n (CH3OH)=1mol，总压强为2.5MPa,则T0时F点用分压强代替浓度表示的平衡常数Kp=_____________________ ；

(3)使用新型催化剂进行反应2CH4(g)+O2 (g)2CH3OH(g)。随温度升高CH3OH的产率如图所示。

①CH3OH的产率在T1至T2时很快增大的原因是______________；

②T2后CH3OH产率降低的原因可能是__________________。

-251.0 减小 V(N)>V(F)>V(E) c 2MPa- l 温度升高反应速率加快，且在此温度下催化剂活性增强该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH3OH产率降低【解析】 (1)①×2+②×2，整理可得相应的热化学方程式； (2)①在压强不变时，根据温度对甲醇的物质的量的影响分析； ②根据相同温度时，压强越大，速率越快；相同压强时，温度越高，速率越快分析； ③能提高CH4平衡转化率，就是是平衡正向移动，根据平衡移动原理分析； ④根据物质的量的比等于压强比，计算平衡时各种气体的分压，带入平衡常数表达式可得Kp。 (3)①在T2以前，反应未达到平衡，温度升高，化学反应速率加快； ②该反应的正反应为放热反应，根据温度对平衡移动的影响分析。 (1)根据盖斯定律，将①×2+②×2，整理可得相应的热化学方程式2CH4(g)＋O2(g)2CH3OH(g) △H3 =-251.0kJ/mol； (2)①根据图象可知：在压强不变时，升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小； ②对于反应2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g)，升高温度，甲醇的平衡物质的量减小，说明升高温度，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应；在温度为T0时，F点甲醇的物质的量大于E点，说明平衡正向移动，由于该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，甲醇物质的量增大，所以压强p1>p2，反应速率V(F)>V(E)；F、N两点压强相同，由于温度N>F，升高温度，化学反应速率加快，所以V(N)>V(F)，因此E、F、N三点的速率大小关系为：V(N)>V(F)>V(E)； ③a.催化剂不能使平衡发生移动，因此选择高效催化剂对甲烷的平衡转化率无影响，a错误； b.增大投料比，相对于O2的浓度不变，增大甲烷的浓度，平衡正向移动，但平衡移动的趋势是微弱的，总的来说甲烷的转化率降低，b错误； c.及时分离产物，即降低生成物的浓度，平衡正向移动，甲烷的转化率提高，c正确；故合理选项是c； ④可逆反应2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g) n(开始)mol 2 1 0 n(变化)mol 1 0.5 1 n(开始)mol 1 0.5 1 n(总)=1mol+0.5mol+1mol=2.5mol，平衡分压：Kp(CH4)==1Mpa；Kp(O2)==0.5Mpa；Kp(CH3OH)==1Mpa，所以该反应用平衡分压表示的化学平衡常数Kp==2MPa-l； (3)①根据图象可知：在T2以前，反应未达到平衡，温度升高，化学反应速率加快，更多的反应物变为生成物甲醇，且在此温度下催化剂活性增强，因此甲醇的产率提高； ②该反应的正反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，因此甲醇的产率降低。

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考点分析：

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采用湿法冶金工艺回收废旧光盘中的金属Ag(其他金属因微量忽略不计)，其流程如下：

回答下列问题：

(1)①“操作I”为_____，在实验室进行此操作需要用到的玻璃仪器有_____。

②在实验室利用“操作I”的装置洗涤难溶物的操作方法是_______。

(2)若NaClO溶液与Ag反应的产物有AgCl和O2，则该反应的化学方程式为____若以稀HNO3代替NaClO溶液，其缺点是___（写出一条即可）。

(3)已知Ag2O在酸性条件下能将有毒气体甲醛(HCHO)氧化成CO2，科学家据此原理将上述过程设计为一种电化学装置，以回收电极材料中的金属Ag。则此电池的正极反应式为_____。

(4)已知室温时，Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5，Ksp(AgCl)=1.8×10-10。计算反应Ag2SO4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+SO42- (aq)的平衡常数K=_____。（保留两位有效数字）

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实验I 按图装置制备NaC1O2晶体

已知：①C1O2为黄绿色气体，极易与水反应。

②NaC1O2饱和溶液在低于38℃时析出NaC1O2·3H2O晶体，高于38℃时析出NaC1O2晶体，温度高于60℃时NaC1O2分解生成NaC1O3和NaCl。

（1）装置A中b仪器的名称是____；a中能否用稀硫酸代替浓硫酸____（填“能”或“不能”），原因是____。

（2）A中生成C1O2的化学反应方程式为____。

（3）C中生成NaC1O2时H2O2的作用是____；为获得更多的NaC1O2，需在C处添加装置进行改进，措施为____。

（4）反应后，经下列步骤可从C装置的溶液中获得NaC1O2晶体，请补充完善。

i.55℃时蒸发结晶 ii.__________ ii.用40℃热水洗涤 iv.低于60℃干燥，得到成品

实验Ⅱ 样品杂质分析

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已知某高能锂离子电池的总反应为：2Li+FeS= Fe +Li2S，电解液为含LiPF6·SO(CH3)2的有机溶液（Li+可自由通过）。某小组以该电池为电源电解废水并获得单质镍，工作原理如图所示。

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试题属性

题型：综合题
难度：中等