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(14分)二甲醚(CH3OCH3)是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的可燃物,...

(14分)二甲醚(CH3OCH3)是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的可燃物,被称为21世纪的新型能源。工业制备二甲醚的生产流程如下:

催化反应室中(压力2.0~10.0MPa,温度300)进行下列反应:

CO(g)+2H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)H 1= - 90.7 kJ·mol-1

2CH3OH(g) 满分5 manfen5.comCH3OCH3(g)+H2O(g)H2 = - 23.5 kJ·mol-1

CO(g)+H2O(g) 满分5 manfen5.comCO2(g)+H2(g)  H3 = - 41.2 kJ·mol-1

(1)催化反应室中的总反应:3CO(g)+3H2(g) 满分5 manfen5.comCH3OCH3(g)+CO2(g)

该反应的反应热H =_________。催化反应室中采用300的反应温度,理由是

(2)已知:反应300时的化学平衡常数为0.27。该温度下将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为2 L的密闭容器中,此时反应将              (填“正向进行”、“逆向进行”或“处于平衡状态”)。

(3)上述流程中二甲醚精制的实验操作名称为

(4)右图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。

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该电池工作时,H+极移动(填“正”或“负”);a电极的电极反应式为

 

(1)-246.1KJ/mol,提高化学反应速率;(2)逆向进行; (3)蒸馏;(4)正,CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+ 【解析】 试题分析:(1)①×2+②+③,整理可得3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=2△H 1+△H2 +△H3 =-246.1KJ/mol;由于该反应的正反应是放热反应,所以若要采用很高的温度,反应物的转化率 降低,之所以在催化反应室中采用300℃的反应温度,是为了提高化学反应速率,缩短达到平衡所需要的时间;(2)各种物质的浓度分别是:c(CO)=1mol/L; c(H2)=1.5mol/L; c(CH3OH)=1mol/L.由于Q=,所以此时反应将逆向进行;(3)在上述反应过程中制取的物质中除了含有二甲醚外,还含有甲醇、CO、CO2、水蒸气,所以制取流程中二甲醚精制的实验操作名称为蒸馏;(4)在绿色电源“二甲醚燃料电池”工作时,H+向负电荷较多的正极极移动;负极a电极的电极反应式为CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+。 考点:考查盖斯定律的应用、反应热效应的判断、化学反应进行的方向的判断、混合物的分离方法、燃料电池 的电极反应式的书写的知识。  
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(15分)某科研小组设计出利用工业废酸(稀H2SO4)来浸取某废弃的氧化铜锌矿的方案,实现废物综合利用,方案如下图所示。

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已知:各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。

离子

开始沉淀时的pH

完全沉淀时的pH

Fe2+

6.34

9.7

Fe3+

1.48

3.2

Zn2+

6.2

8.0

请回答下列问题:

(1)在“酸浸”步骤中,为提高浸出速率,除通入空气“搅拌”外,还可采取的措施是                                                                                                                                                                                                                 

(2)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,则相同温度下:Ksp(CuS)              Ksp(ZnS)(选填“>”“<”或“=”)。

(3)物质A最好使用下列物质中的

A.KMnO4B.空气C.HNO3D.NaClO

(4)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在范围之间。

(5)物质B可直接用作氮肥,则B的化学式是

(6)除铁后得到的Fe(OH)3可用KClO溶液在碱性环境将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂——K2FeO4,写出该反应的离子方程式                                                                                                                                           

 

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(12分)将含镁、钾的盐湖水蒸发,最后得到的产物中含光卤石(xKCl·yMgCl2·zH2O)。它在空气中极易潮解,易溶于水,是制造钾肥和提取金属镁的重要原料,其组成可通过下列实验测定。

准确称取5.550 g样品溶于水,配成100 mL溶液。

将溶液分成二等份,在一份中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.580 g

在另一份溶液中加入足量的硝酸酸化的AgNO3溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体4.305 g

(1)步骤中检验白色固体已洗净的方法是

(2)已知某温度下Mg(OH)2的Ksp = 6.4×10-12,当溶液中c(Mg2+)≤1.0×10-5 mol·L-1 可视为沉淀完全,则应保持溶液的OH的浓度≥                                                                      mol·L-1

(3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。

 

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(15分)慢心律是一种治疗心律失常的药物,它的合成路线如下:

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(1)由B → C的反应类型为

(2)B分子中有2个含氧官能团,分别为(填官能团名称)。

(3)写出A与浓溴水反应的化学方程式

(4)写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式:

属于满分5 manfen5.com-氨基酸;

是苯的衍生物,且苯环上的一氯代物只有一种。

(5)已知乙烯在催化剂作用下与氧气反应可以生成环氧乙烷。

完成以邻甲基苯酚(满分5 manfen5.com)和乙醇为原料制备满分5 manfen5.com的合成路线流程图。

结合题中信息;无机试剂任用。

合成路线流程图中,在()填反应条件,在[]填反应物或生成物的结构简式:

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(12分)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)3·Al2O3]溶液,并用于烟气脱硫研究。

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(1)酸浸时反应的化学方程式为;滤渣I的主要成分为(填化学式)。

(2)滤渣的主要成分为(填化学式);制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)3·Al2O3]溶液的化学方程式为                                                                                                                                                                                                                               

(3)吸收烟气中SO2的化学方程式为Al2(SO4)3·Al2O3+3SO2 = Al(SO4)3·Al2(SO3)3。通入空气氧化,发生反应的化学方程式为                                          ;氧化后循环利用的溶液的pH将                            (填“增大”、“减小”或“不变”)。

 

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一定温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g),其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。下列判断中不正确的是

 

密闭容器体积/L

2

2

2

2

起始物质的量

n(SO2)/mol

0.40

0.80

0.80

0.40

n(O2)/mol

0.24

0.24

0.48

0.24

SO2的平衡转化率%

80

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A.甲中反应的平衡常数小于乙B.该温度下,该反应的平衡常数K为400

C.SO2的平衡转化率:满分5 manfen5.com1<满分5 manfen5.com2 = 满分5 manfen5.com3    D.容器中SO3的物质的量浓度:丙=丁<甲

 

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