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二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:...

二甲醚DME被誉为21世纪的清洁燃料。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)          H 1=-90.7 kJ·mol-1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)   H 2=-23.5 kJ·mol-1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)       H 3=-41.2kJ·mol-1

回答下列问题:

(1)则反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的H=          kJ·mol-1

(2)反应达平衡后采取下列措施,提高CH3OCH3产率的有      

A.加入CH3OH        B.升高温度        C.增大压强  D移出H2O    E使用催化剂

(3)以下说法能说明反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的有____。

AH2CO2的浓度之比为3:1

B单位时间内断裂3个H-H同时断裂1个C=O

C恒温恒容条件下,气体的密度保持不变

D恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变

E绝热体系中,体系的温度保持不变

(4)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:

已知:气体分压(P=气体总压(P×体积分数。

该反应H_____0(填“”、“”或“=”),550时,平衡后若充入惰性气体,平衡_______(填“正移”、“逆移”或“不移动”)

650时,反应达平衡后CO2的转化率为__________________(保留2位有效数字)

T时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=_________P

 

(1)-246.1 (2分)(2)D (2分)(3)DE (2分) (4)①> (1分) 正移(1分)②25% (2分) ③0.5(2分) 【解析】 试题分析:(1)已知合成二甲醚的三步反应如下: ①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=﹣90.7kJ•mol﹣1 ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=﹣23.5kJ•mol﹣1 ③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H3=﹣41.2kJ•mol﹣1 由盖斯定律可知,通过①×2+②+③可得所求反应方程式3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),则△H=2△H1+△H2+△H3=﹣246.1KJ/mol; (2)A.加入CH3OH相当于增大压强,平衡向逆反应方向进行,产率降低,A错误;B.该反应为放热反应,升高温度平衡逆移,则CH3OCH3产率会降低,B错误;C.该反应正方向为体积增大的方向,所以增大压强平衡左移,不能提高CH3OCH3产率,C错误;D.移出H2O降低生成物浓度,平衡向正反应方向进行,产率增大,D正确;E.使用催化剂不能改变平衡状态,E错误,答案选D。 (3)A.H2和CO2的浓度之比为3:1并不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡状态,A错误;B.单位时间内断裂3个H-H同时断裂2个C=O可以说明反应达到平衡状态,B错误;C.恒温恒容条件下,气体的质量和容积均不变,则气体的密度保持不变,因此不能根据密度判断反应是否达到平衡状态,C错误;D.恒温恒压条件下气体的质量不变,而气体的物质的量发生变化,则气体的平均摩尔质量保持不变说明反应达到平衡状态,D正确;E.绝热体系中,体系的温度保持不变说明反应达到平衡状态,E错误,答案选DE。 (4)①根据图像可知随着温度的升高,CO的体积分数增加,说明升高温度平衡向正反应方向进行,则该反应△H>0;由于反应在体积可变的恒压密闭容器中进行,当550℃时,若充入惰性气体,容器的容积扩大,使反应混合物的浓度减小,因此ʋ正,ʋ逆 均减小,由于该反应是气体体积增大的反应,减小压强,化学平衡向气体体积增大的正反应方向移动; ②根据图像可知在650℃时,反应达平衡后CO的体积分数是40%,则CO2的体积分数是60%,假设平衡时总物质的量是1mol,则反应产生CO 0.4mol,其中含有CO2 0.6mo,反应产生0.4molCO消耗CO2的物质的量是0.2mol,因此CO2转化率为0.2mol÷(0.6mol+0.2mol)×100%=25.0%。 ③T时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=_________P总。 T℃时CO和二氧化碳的体积分数相等,均是50%,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=。 【考点定位】本题主要是考查反应热、平衡状态判断、化学平衡常数的计算以及外界条件对平衡状态的影响等的知识 【名师点睛】化学平衡是重要的化学基本理论,是中学化学的重点和难点,也是考查学生能力的重要载体,是高考历久不衰的热点。化学平衡是包含溶解平衡、电离平衡、水解平衡等的一个平衡理论体系,而化学平衡则是这一体系的核心,是分析其他平衡移动的基础。该类试题的综合性强、能力要求高,有关化学平衡的图像试题涉及知识面广,灵活性大。题目大多注重对知识综合应用能力和分析判断能力的考查,是考查学生能力的常见题型。考查的图像主要有三类:第一类是化学平衡建立过程中有关量随时间的变化图像;第二类是平衡移动原理的应用或它的逆向思维图像;第三类是反应物或生成物物质的量 (或浓度或质量分数)与时间关系的图像,此类图像既要考虑反应速率的大小,又要考虑化学平衡移动,反应物的转化。该题的另一个难点是平衡状态判断,注意平衡状态的含义和判断依据。  
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考点分析:
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随原子序数的递增,八种短周期元素(用字母X表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。

根据判断出的元素回答问题:

1d在元素周期表的位置是__________

2def常见简单离子的半径由大到小为___________(用化学式表示,下同);yfgh的最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱是:______________________________

3)用电子式表示由xg两种元素形成的化合物的形成过程____________________。由xyd三种元素形成的相对分子质量最小的化合物可作为燃料电池的燃料,以KOH溶液为电解质溶液,写出负极反应式为     

 

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(Ⅰ)用系统命名法命名图中的有机物_________________。

(Ⅱ)芳香族化合物A可进行如下转化:

回答下列问题:

(1)B的化学名称                 

(2) C的分子式为C2H6O2,写出由C合成涤纶的化学方程式为                  

(3)E的苯环上一氯代物仅有两种,E的结构简式为               

(4)写出符合下列条件的E的同分异构体的结构简式              

核磁共振氢谱显示苯环上仅有两种氢可发生银镜反应和水解反应

 

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草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10﹣2,K2=5.4×10﹣5.草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水草酸晶体(H2C2O4•2H2O)无色,熔点为101,易溶于水,受热脱水、升华,170以上分解为CO、CO2和H2O。回答下列问题:

(1)写出草酸晶体分解的化学方程式_________________________________。

(2)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。若实验过程中,B中澄清石灰水变浑浊,______(填“能”或“不能”)说明草酸晶体的分解产物中有CO2,原因是______。

(3)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A和如图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验

乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A →___→____→G→       →____装置H反应管中盛有的物质是                  

F装置的作用是___________________________________

③能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是     

 

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苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线:

制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略)

已知:苯乙酸的熔点为76.5℃,微溶于冷水,溶于乙醇。

回答下列问题:

1)在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸,并向三口烧瓶中放入少量______,其作用是_______

2)将a中的溶液加热至100℃,缓缓滴加20g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至130℃继续反应。用仪器b缓缓滴加苯乙腈的原因是             _________  ;仪器c的名称是         。反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是            。分离苯乙酸粗品操作中用到的玻璃仪器除烧杯外还有_________      

3)提纯粗苯乙酸后最终得到21g纯品,则苯乙酸的产率是        。(保留两位有效数字)

4)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是             

 

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二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2

(1)电解时的阳极反应方程式为____________________________________。

(2)除去ClO2中的NH3可选用的试剂为是_____(填标号)

A.           B.浓硫酸     C碱石灰    D.饱和食盐水

(3)用右图装置可以测定混合气中ClO2的含量:

I.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50ml水溶解后,再加入3ml稀硫酸;

II.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;

III.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;

IV.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中;

V.用0.2000mol/L 硫代酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32—===2I+S4O62—),指示剂显示终点时共用去20.00ml硫代酸钠溶液。在此过程中:

①玻璃液封装置的作用是_________。

V中加入的指示剂通常为______,滴定至终点的现象是______。

③测定混合气中ClO2的质量为______g。

④用此方法测定混合气中ClO2的质量常常偏高,可能的原因是_____(用离子方程式表示)。

 

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