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能源是人类生存与发展比不可缺的,甲醇、甲醚(CH3OCH3)均是“清洁能源”,工...

能源是人类生存与发展比不可缺的,甲醇、甲醚(CH3OCH3)均是“清洁能源”,工业上可以通过多种方法合成它们。

(1)以COH2为原料合成甲醚的过程中,在反应器中发生了下列反应:

aCO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H=- 90kJ • mol-1

b.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-23 kJ • mol-1

cCO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41 kJ • mol-1

①选取适当的催化剂,在一定压强下,向某恒容密闭容器中通入H2CO制备甲醚,测得的有关数据如图1所示。则制备甲醚时较适宜的生产温度范围是____________,通过理论分析得知反应c的存在能提高甲醚的产率,原因是________________________________________________

 

3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+ CO2(g) H,则△H=____________

(2)用下列反应也可得到甲醚:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)。已知TK时,该反应的化学平衡常数K=1。则在相同温度下,当一恒容密闭容器中c(CO2)=2.0×10-2mol·L-1c(H2)=1.0×10-2mol·L-1c(CH3OCH3)=1.0×10-4mol·L-1c(H2O)=2.0×10-4mol·L-1时,v____________ v(填“>”、“ <”或“=”)。

(3)控制适当的条件,CO2H2也可转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。将CO2H2按物质的量比为1∶3的比例加入到恒容密闭容器中反应。测得容器中n(CH3OH)在不同温度下随着时间的变化情况如图2所示.

①该反应的△H____________0(填“>”、 “=”、“ <”,下同)

②若温度T1对应的化学平衡常数K1=10,则温度T2对应的化学平衡常数K2____________10。

③下列数据能说明该反应一定处于平衡状态的是____________(填选项字母)。

A.气体密度保持不变                            Bn(H2)=0.3mol

CCO2H2的消耗速率比为1∶3                  D.气体的平均相对分子质量保持不变

(4)图3为某绿色燃料电池的工作原理示意图,写出电池工作时负极上的电极反应式:______________

 

550 K〜560 K 反应c消耗了反应b中生成的水,有利于反应b向右进行 -244 kJ • mol-1 < < < D CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2 +12H+ 【解析】(1)①从图上数据可知,在550 K〜560 K之间甲醚的产率是最高的,所以制备甲醚时较适宜的生产温度范围是550 K〜560 K。反应c中CO消耗了反应b中生成的水,有效减小了反应b的混合体系中水的浓度,有利于反应b向右进行。 ②a 得总反应,3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+ CO2(g) ,所以 △H=2 = -244 kJ • mol-1。 (2)用下列反应也可得到甲醚:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)。已知TK时,该反应的化学平衡常数K=1。则在相同温度下,当一恒容密闭容器中c(CO2)=2.0×10-2mol·L-1、c(H2)=1.0×10-2mol·L-1、c(CH3OCH3)=1.0×10-4mol·L-1、c(H2O)=2.0×10-4mol·L-1时,Qc= =2>1,反应将向逆反应进行,所以 v正< v逆。 (3)控制适当的条件,CO2与H2也可转化为甲醇:CO2(g)+H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。将CO2、H2按物质的量比为1∶3的比例加入到恒容密闭容器中反应。测得容器中n(CH3OH)在不同温度下随着时间的变化情况如图2所示. ①由图像可知,T2先达到化学平衡状态,但此温度下甲醇的平衡量较小,因为温度越高化学反应速率越大,所以T2>T1。因为温度升高化学平衡向吸热反应方向移动,所以该反应的△H<0。②对于放热反应,温度越高,其化学平衡常数就越小,所以若温度T1对应的化学平衡常数K1=10,则温度T2对应的化学平衡常数K2< 10。 ③判断可逆反应是否达到化学平衡状态,可以根据正反应速率等于逆反应速率或体系中某变量不变来作出判断。由于正反应是气体分子数减少的反应,所以随正反应的发生,混合气体的平均相对分子质量减小,因此,气体的平均相对分子质量保持不变能说明该反应一定处于平衡状态。如果是恒恒温恒容,则密度是恒量;氢气的平衡量不可能是某个不变的数据,所以A和B不是;C中两个速率都是正反应速率,不能说明正反应速率和逆反应速率相等,所以C不是。 (4)由图3可知,该燃料电池中甲醚是还原剂,氧气是氧化剂,电池中使用了质子交换膜,说明电解质是酸性的,所以甲醚被氧化成二氧化碳和水,电池工作时负极上的电极反应式为CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2 +12H+。  
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考点分析:
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NaOH在存放过程中会发生变质。

(1)久置的NaOH溶液中含有CO32- ,请写出生成CO32-的离子方程式:_____________________

(2)同学甲为确定某NaOH溶液的变质程度进行了如下实验:

①取少量溶液放人试管A中,然后加入BaCl2溶液,产生____________(填实验现象),表明NaOH溶液己经变质。       

②取少量溶液放人试管B中,先加入足量的BaCl2溶液后再向上层清液中加入____________(填试剂名称),若溶液____________,则表明NaOH溶液是部分变质。

(3)同学乙经过思考认为,NaOH溶液变质后的产物可能含有NaHCO3。确定有无NaHCO3生成的方法:先向溶液中加入足量的BaCl2溶液,然后过滤除去沉淀,再__________________________(答出所用试剂与实验现象),说明没有NaHCO3生成。

(4)同学丙利用如下方法测定某固体NaOH的变质程度:准确称取4.00g NaOH,配制成500 mL溶液,然后取出25. 00 mL所配溶液放入锥形瓶中,用0.2000mol·L-1的盐酸进行滴定

①取用NaOH 溶液的过程中涉及到排气泡的操作,其操作方式可用下图中的____________表示。

②滴定中使用了两种指示剂,先加入酚酞作指示剂,达到终点时消耗盐酸的体积为amL,然后加入几滴甲基橙作指示剂,继续滴定,达到终点时的实验现象为____________,若此过程中消耗盐酸的体积为bmLa>b),则样品中n(NaOH)n(Na2CO3)=____________

 

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锡(Sn)IV A族元素,Sn2+易发生水解反应,且具有很强的还原性。

(1)镀锡铁又称为马口铁,镀锌铁又称为白铁,若分别用这两种材料制作水桶,则在相同条件下,前者耐用性弱于后者,其原因是___________________________

(2)己知锡能形成SnCl2 Na2SnO2两类盐。

①配制SnCl2溶液时常需要加入一定量的盐酸,目的是_____________________

Sn(OH)2是一种难溶于水的白色固体,从物质性质的角度上看,Sn(OH)2属于_______________ (填“碱”、“两”、“酸”)性氢氧化物,向SnCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量的过程中产生的实验现象为____________

(3)向FeCl3溶液中加入足量的SnCl2溶液,没有固体物质生成,滴加2滴KSCN溶液,不显红色,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________

(4)以废锡渣(含有少量铜、铅金属杂质)为基本原料制备二氯化锡晶体的流程如下(已知常温下Ksp(PbCl2)=2×10-5 =1.4):

①料渣的主要成分是____________(填物质名称),为使得到的二氯化锡晶体中不含铅元素,则料液I中的c(Cl-)至少应为____________ mol·L-1。己知:当溶液中c(Pb)<10-5 mol·L-1时,认为Pb2+沉淀完全。

②操作a具体的实验步骤是____________洗涤、低温烘干。

 

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KIO3是食用碘盐的添加剂,工业上制取KIO3的方法之一如图所示,其中阳(阴)离子隔膜只允许阳(阴)离子通过,下列有关说法中正确的是(  )

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C. 当外电路中通过2 mole-时,阴极上会有22.4LH2生成

D. 阳极电极反应式为:I--6e-+6OH-=IO3-+3H2O

 

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aXbYZW是四种原子序数依次增大的短周期主族元素,XY相邻且a+b=15, Z的最外层电子数是其最内层电子数的一半,W形成的简单离子可表示为W2-,下列说法中正确的是(  )

A. 最常见的氢化物的沸点:Y>X>W>Z

B. 简单离子半径:W>X>Y>Z

C. YZ能形成化学键类型完全相同的两种化合物

D. Zw形成的常见化合物溶于水后,水的电离程度变小

 

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某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:①取少量样品置于盛有足量水的烧杯中,充分搅拌后仍有部分固体存在,过滤后得到固体X与滤液Y;②将固体X置于稀硝酸中无明显变化;③取滤液Y少许滴加到NaOH溶液中有白色沉淀生成,则该白色粉末可能为(  )

A. Na2CO3Al(OH)3    B. AgNO3NH4Cl    C. MgSO4BaCl2    D. CuCl2Al(NO3)3

 

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