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化学平衡原理是中学化学学习的重要内容,请回答下列问题: 甲醇是一种可再生能源,具...

化学平衡原理是中学化学学习的重要内容,请回答下列问题:

甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上可用合成气主要成分COH2制备甲醇

1己知:CO、H2CH3OH、的燃烧热H分别为-283.0kJ/mol、-241.8kJ/mol、-192.2 kJ/mol,请写出合成气制备甲醇的热化学方程式                              

2若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2,发生COg+2H2g满分5 manfen5.comCH3OHg反应,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是______填选项字母

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3在T1时,在体积为5 L的恒容容器中充入3 mol的合成气,反应达到平衡时CH3OH的体积分数与nH2/nCO的关系如图所示。H2和CO按2:1投入时经过5 min达到平衡,则5 min内用H2表示的反应速率为vH2=_______。温度不变,当满分5 manfen5.com时,达到平衡状态,CH3OH的体积分数可能是图象中的______点。

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4含有甲醇的废水随意排放会造成水污染,可用ClO2将其氧化为CO2,然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中,ClO2与甲醇反应的离子方程式:________________________。

5水的自偶电离可表示为H2O+H2O满分5 manfen5.comH3O++OH-。与水电离相似,甲醇也能发生自偶电离,请写出甲醇的自偶电离方程式_______________________________________往甲醇中加入少量金属钠反应生成甲醇钠,则反应后的混合液中的电荷守恒式_____________________________。

 

(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) △H= -574.4kJ/mol (3分) (2)D(2分) (3)0.06 mol•L-1•min-1 (2分)、F(2分) (4)6ClO2 +5CH3OH=5CO2 +6Cl -+6H++7H2O(2分) (5)CH3OH+CH3OHCH3OH2++CH3O -(2分) c(CH3OH2+)+ c(Na+)=c(CH3O -)(2分) 【解析】 试题分析:(1)己知:CO、H2、CH3OH、的燃烧热(△H)分别为-283.0kJ/mol、-241.8kJ/mol、-192.2 kJ/mol,则①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJmol-1 ②2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H=-483.6kJ/mol ③CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H=-192.2kJmol-1 由盖斯定律可知①+②-③得反应CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(l的△H=(-283-483.6+192.2)kJmol-1=-574.4kJ/mol。 (2)A、到达平衡后正、逆速率相等,不再变化,而t1时刻V正最大,之后速率减小,A错误;B、该反应正反应为放热反应,随反应进行温度升高,化学平衡常数减小,到达平衡后,温度为定值,达最高,平衡常数不变,为最小,图像与实际符合,B错误;C、t1时刻后一氧化碳、甲醇的物质的量发生变化,t1时刻未到达平衡状态,C错误;D、t1时刻,CO的质量分数为定值,处于平衡状态,图像与实际符合,D正确;答案选D。 (3)根据图像可知H2和CO按2:1投入平衡时甲醇的含量是0.5,则根据方程式可知 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 起始量(mol) 1 2 0 平衡量(mol) n 2n n 转化量(mol)1-n 2-2n n 因此有 解得n=0.75 所以5 min内用H2表示的反应速率为=0.06 mol•L-1•min-1。 温度不变,当时氢气的物质的量增加,CO的转化率增大,但氢气的转化率减小,因此产生的甲醇的物质的量减小,所以达到平衡状态时CH3OH的体积分数降低,因此可能是图象中的F点。 (4)反应中Cl元素化合价从+4价降低到-1价,得到5个电子。碳元素化合价从-2价升高到+4价,失去6个电子,因此根据电子得失守恒可知ClO2与甲醇反应的离子方程式为6ClO2 +5CH3OH=5CO2 +6Cl -+6H++7H2O。 (5)根据水的自偶电离可表示为H2O+H2OH3O++OH-可知甲醇的自偶电离方程式为CH3OH+CH3OHCH3OH2++CH3O -,往甲醇中加入少量金属钠反应生成甲醇钠,则反应后的混合液中的电荷守恒式为c(CH3OH2+)+ c(Na+)=c(CH3O -)。 考点:考查热化学方程式和氧化还原反应方程式书写、平衡状态判断、外界条件对平衡状态的影响及反应速率计算、电离方程式及电荷守恒的应用等  
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考点分析:
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锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域。以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO2,其工艺流程图如下。

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已知:GeO2是两性氧化物;GeCl4易水解,沸点86.6

1步滤渣主要成分有_____________填化学式,实验室萃取操作用到的玻璃仪器有__________________。

2步萃取时,锗的萃取率与V水相/V有机相水相和有机相的体 积比的关系如下图所示,从生产成本角度考虑,较适宜的V水相/V有机相的值为        

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3步加入盐酸作用__________________________________答两点即可,应控制温度的方法及范围____________________________

4步反应的化学方程式_______________________________。

5二氧化锗可先用次亚磷酸钠还原为Ge2+,用淀粉溶液作指示剂,用c mol/L碘酸钾标准溶液滴定,消耗体积VmL,列出烟尘中锗的质量分数的计算式________。有关反应式为:3Ge2++IO3-+6H+3Ge4++I-+3H2O,IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O

 

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实验室制备环己酮的反应原理:

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其反应的装置示意图如下夹持装置、加热装置略去

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环己醇、环己酮、饱和食盐水和水的部分物理性质见下表注:括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点

物质

沸点

密度g·cm-3, 20

溶解性

环己醇

161.197.8

0.962

能溶于水

环己酮

155.695

0.948

微溶于水

饱和食盐水

108.0

1.330

 

100.0

0.998

 

 

1实验中通过装置B将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的A中,在5560进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95 ~ 100的馏分,得到主要含环己酮粗品和水的混合物。

仪器B的名称是               

蒸馏操作时,一段时间后发现未通冷凝水,应采取的正确方法是            

蒸馏不能分离环己酮和水的原因是                                

2环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:

a蒸馏,收集151~ 156馏分,得到精品

b过滤

c在收集到的粗品中加NaCl固体至饱和,静置,分液

d加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水

上述操作的正确顺序是            填序号

在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是     

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3环己酮是一种常用的萃取剂,以环己酮为成分之一的萃取液对金属离子的萃取率与pH的关系如图。现有某钴矿石的盐酸浸出液, 浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Mn2+、Al3+除去Al3+ 后,再利用萃取法分离出MnCl2以得到较为纯净的CoCl2溶液,pH范围应控制在         

a.2.02.5  b.3.03.5   c.4.04.5

4在实验中原料用量:20mL环己醇酸性Na2Cr2O7溶液10mL,最终称得产品质量为14.7g,则所得环己酮的产率为            百分数精确到0.1

5实验产生的含铬废液污染环境,可将Cr2O72-转化为Cr3+,再转化为CrOH3沉淀除去,为使Cr3+浓度小于1×10-5mol/L,应调节溶液的pH=___________已知该条件下CrOH3的Ksp是6.4×10-31  lg2=0.3  lg5=0.7

 

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常温下1L0.1mol•L-1CH3COONa溶液中不断通入HCl气体。CH3COOCH3COOH 的变化趋势如图所示假设HCl完全吸收且不考虑CH3COOH挥发及溶液体积变化下列说法不正确的是

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A.M点溶液中水的电离程度比原溶液小

B.在M点时,nH+-nOH0.05-a mol

C.随着HCl的加入,满分5 manfen5.com不断减小

D.当nHCl=0.1mol时,cCl>cCH3COOH>cH+

 

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下列有关实验的解析正确的是

选项

实验操作

现象

结论

A

将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中

有大量气泡产生

生成的气体是NH3

B

向0.10mol/LNaHCO3溶液中滴加CaCl2溶液至pH=7

滴加过程中产生白色沉淀,但无气体放出

发生的反应

2HCO3+Ca2+==CaCO3↓+H2CO3

C

等体积pH=3的HA和HB两种酸分别与足量的锌反应

相同时间内HA与Zn反应生成的氢气更多

HA是强酸

D

向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液

溶液呈红色

溶液中一定含有Fe2+

 

 

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一种高能纳米级Fe3S4和镁的二次电池,其工作原理为:Fe3S4+4Mg满分5 manfen5.com3Fe+4MgS,装置如图所示。下列说法不正确的是

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A.放电时,镁电极为负极

B.充电时,阴极的电极反应式为MgS+2eMg+S2

C.放电时, A极质量减少

D.图中所示离子交换膜应使用阳离子交换膜

 

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