【題目】(題文)甲醇是重要的化工原料,CO和CO2均可用于合成甲醇。用CO2來生產甲醇的反應方程式為:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1
(1)已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3
則CO(g)+ 2H2(g)=CH3OH(g) △H4=_______
(2)由CO合成甲醇時,CO的平衡轉化率與溫度和壓強的關系如圖所示。P點和Q點的平衡常數的大小KP____ KQ (填“大于”、“小于”或“等于”)。實際生產條件控制在250℃、1.3×104kPa左右,選擇此壓強的理由是________________。
(3)一定溫度下,向2 L密閉容器中加入1 mol CH3OH(g),發(fā)生反應CH3OH(g) =CO(g)+ 2H2(g),CO的體積分數隨時間的變化如圖所示。
①反應達到平衡狀態(tài)的標志是___________。
A.氣體的密度不變
B.氣體的壓強保持不變
C.υ正(CH3OH)=2υ正(H2)
D.υ正(H2)=2υ逆(CO)
②該溫度下,CO(g)+ 2H2(g)=CH3OH(g)的平衡常數K=_________。
③若在t1時刻再加入1mol CH3OH(g),在t2 時刻重新達到平衡,請在圖上畫出CO的體積分數隨時間變化的曲線(不要求計算具體數值,畫出變化的趨勢和范圍即可)_______。
(4)以CH3OH為燃料(以KOH溶液作電解質溶液)可制成CH3OH燃料電池。負極的電極反應式為_________________________。
【答案】△H1+△H2—△H3大于在1.3×104kPa下,CO的轉化率已經很高,沒必要再增加壓強使生產成本增加BD4L2·mol-2CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
【解析】
(1)①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1,②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2,③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3,根據蓋斯定律,將①+×②-×③得:CO(g)+ 2H2(g)=CH3OH(g) △H4=△H1+△H2-△H3,故答案為:△H1+△H2-△H3;
(2)從橫坐標上一點0.5處,畫一條平行于縱坐標的虛線,看相同壓強下不同溫度時CO的平衡轉化率,溫度越低轉化率越低,說明,升溫時平衡向逆向移動,因此P點和Q點的平衡常數的大小KP大于KQ;工業(yè)生產要考慮速經濟效益,要考慮速度和效率,壓強越大需要的條件越高,花費越大,故答案為:大于;在1.3×104kPa下,CO的轉化率已經很高,沒必要再增加壓強使生產成本增加;
(3)①A.容器的體積不變,氣體的質量不變,氣體的密度始終不變,不能判斷是平衡狀態(tài),故錯誤;B.該反應前后氣體的物質的量發(fā)生變化,氣體的體積不變,氣體的壓強保持不變時,說明氣體的物質的量保持不變,能夠說明達到平衡狀態(tài),故正確;C.υ正(CH3OH)=2υ正(H2)均為正反應速率,不能說明正反應速率與逆反應速率相等,故錯誤;D.υ正(H2)=2υ逆(CO)表示正逆反應速率相等,達到平衡狀態(tài),故正確;故選BD;
②CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)
起始(mol/L )0.5 0 0
反應(mol/L )0.25 0.25 0.5
平衡(mol/L )0.25 0.25 0.5
K==0.25(mol/L)2,則CO(g)+ 2H2(g)=CH3OH(g)的平衡常數K==4 L2·mol-2;
③若在t1時刻再加入1mol CH3OH(g),CO的體積分數突然減小,隨著反應的進行,CO的體積分數又逐漸增大,但再加入1mol CH3OH(g),相當于增大壓強,逆向移動,達到新平衡時,CO的體積分數小于0.25,CO的體積分數隨時間變化的曲線如圖,故答案為:;
(4)甲燃料堿性電池中,總反應為2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,加入燃料的電極是負極,所以加入甲醇的電極是負極,充入氧氣的電極是正極,正極反應式為3O2+12e-+6H2O=12OH-,用電池反應方程式減去正極,得到負極反應式為CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O,故答案為:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O。
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【題目】某化學小組以鋁土礦(含 Al2O3、Fe2O3和 SiO2)為原料進行煉鋁探究(流程如下),敘述錯誤的是
A. 步驟①②過程中均需過濾操作
B. a、b中鋁元素的化合價相同
C. 反應③的化學方程式為:2 NaAlO2+3H2O+CO2 = 2Al(OH)3↓+Na2CO3
D. d只能是氧化鋁
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【題目】在不同濃度(c)、溫度(T)條件下,蔗糖水解的瞬時速率(v)如下表。下列判斷不正確的是
A. a=6.00 B. 同時改變反應溫度和蔗糖的濃度,v可能不變
C. b<50 D. 50℃時,經過5s蔗糖濃度減少一半
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【題目】乙二酸,又稱草酸,通常在空氣中易被氧化而變質。其兩分子結晶水(H2C2O4·2H2O)卻能在空氣中穩(wěn)定存在。在分析化學中常用H2C2O4·2H2O做KMnO4的滴定劑,下列關于H2C2O4的說法正確的是
A.草酸是二元弱酸,其電離方程式為H2C2O42H++C2O
B.草酸滴定KMnO4屬于中和滴定,可用石蕊做指示劑
C.乙二酸可通過乙烯經過加成、水解、氧化再氧化制得
D.將濃H2SO4滴加到乙二酸上使之脫水分解,分解產物是CO2和H2O
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【題目】下列關于葡萄糖的敘述,錯誤的是
A.易溶于水,有甜味,屬于碳水化合物
B.能發(fā)生酯化反應和銀鏡反應
C.有多種同分異構體,其中之一是果糖
D.能發(fā)生水解反應
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【題目】如圖是甲烷(CH4)和白磷(P4)分子的空間結構示意圖,請把你認為是化學鍵的虛線改為實線,把碳原子涂成實心小圓點(在圖上改即可__________)。甲烷分子是________(填“左”、“右”)圖。從圖中看出,每個甲烷分子中有________對共用電子,而白磷分子中形成______個共價鍵,鍵角為________。甲烷是由________鍵(填“極性”或“非極性”,下同)形成的________分子,白磷是由________鍵形成的________分子。
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【題目】通過石油裂解制得A。以A為原料制取有機玻璃N及隱形眼鏡材料M的合成路線如下:
已知:(-R,-R’為可能相同或可能不同的原子或原子團)
請回答:
(1)A中官能團的名稱是_______,B的結構簡式是______。
(2)F→N反應的化學方程式是________,反應類型是________。
(3)C在一定條件下轉化為高分子化合物的化學方程式是________。
(4)D有多種同分異構體,符合下列條件的有____種(包括順反異構體)。
①能發(fā)生銀鏡反應 ②能與NaOH溶液反應
(5)B是一種重要的工業(yè)溶劑,請完成A→B的反應的合成路線(有機物寫結構簡式、無機試劑任選):___________________
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【題目】工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含Fe2O3雜質)為原料冶煉鋁的工藝流程如下,下列敘述正確的是( )
A. 反應①中試劑X是氫氧化鈉溶液
B. 反應①過濾后所得沉淀為氫氧化鐵
C. 圖中所示轉化反應中包含一個氧化還原反應
D. 將試劑X和Y進行對換,最終可以達到相同的效果
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【題目】已知A是化學實驗室中最常見的有機物,它易溶于水并有特殊香味;B的產量可以衡量一個國家石油化工發(fā)展的水平,有關物質的轉化關系如圖所示部分反應條件、產物省略:
回答下列問題:
(1)工業(yè)上由石蠟油獲得B的方法稱為__________。
決定化合物A的化學特性的原子團的名稱為______________。
到A的反應類型為____________,A到E的反應類型為________________。
(3)寫出下列反應的化學方程式。
反應②:________________________________________________________;
反應⑥:_________________________________________________________。
(4)工業(yè)上制備H有以下兩種方案:Ⅰ 乙烷與氯氣反應; Ⅱ 乙烯與氯化氫反應。你認為最合理的方案是________填代號,理由是__________________________。
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