【題目】二甲醚是一種重要的清潔燃料,也可替代氟利昂作制冷劑等,對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產物(水煤氣)合成二甲醚。
請回答下列問題:
(1)煤的氣化的主要化學反應方程式為:___________________________。
(2)煤的氣化過程中產生的有害氣體H2S用Na2CO3溶液吸收,生成兩種酸式鹽,該反應的化學方程式為:________________________________________。
(3)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下:
① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g);ΔH = -90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH= -23.5 kJ·mol-1
③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH= -41.3 kJ·mol-1
總反應:3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH= ___________;
一定條件下的密閉容器中,該總反應達到平衡,要提高CO的轉化率,可以采取的措施是__________(填字母代號)
a.高溫高壓 b.加入催化劑 c.減少CO2的濃度
d.增加CO的濃度 e.分離出二甲醚
(4)已知反應②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某溫度下的平衡常數(shù)為400 。此溫度下,在密閉容器中加入CH3OH ,反應到某時刻測得各組分的濃度如下:
物質 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
濃度/(mol·L-1) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
① 比較此時正、逆反應速率的大。v正 ______ v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
② 若加入CH3OH后,經10 min反應達到平衡,此時c(CH3OH) = _________;該時間內反應速率v(CH3OH) = __________。達到平衡時甲醇的轉化率α(CH3OH)= _________
【答案】 C+H2OCO+H2 Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS -246.4kJ· mol -1 c、e > 0.04 mol·L-1 0.16 mol·L-1·min-1 略
【解析】(1)煤炭氣化是指在一定溫度及壓力下使煤中有機質與氣化劑(如蒸汽/空氣和/或氧氣等)發(fā)生一系列化學反應,將固體煤轉化為含有CO、H2、CH4等可燃氣體和CO2、N2等非可燃氣體的合成氣的過程。故主要化學反應方程式為:C+H2OCO+H2;(2)Na2CO3溶液吸收有害氣體H2S,生成兩種酸式鹽即NaHCO3、NaHS,該反應的化學方程式為:Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS;(3)總反應式可由①×2+②+③ 得到,由蓋斯定律可得總反應ΔH=(-90.8 kJ·mol-1)×2+(-23.5 kJ·mol-1)+(-41.3 kJ·mol-1)=-246.4kJ· mol -1;當總反應達到平衡,要提高CO的轉化率,應改變條件促進平衡正向移動,應用勒夏特列原理分析判斷,a.正反應是放熱反應,高溫使平衡逆向移動,高壓促進正向移動,故無法判斷,b.加入催化劑不影響平衡移動, c.減少CO2的濃度促進正向移動,d.增加CO的濃度促進正向移動,但CO轉化少,CO增加的多,轉化率下降,e.分離出二甲醚有利于平衡進正向移動。故c、e正確。
(4)① Qc=c(CH3OCH3) ·c(H2O)/c2(CH3OH)=0.6×0.6/0.442=1.86<400,則反應正向進行,v正> v逆;② 由表格數(shù)據可知,在密閉容器中開始時CH3OH濃度為1.64mol/L,設經10 min反應達到平衡時轉化的濃度為x,則
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
起始(mol/L) 1.64 0 0
轉化(mol/L): x 0.5x 0.5x
平衡(mol/L):1.64-x 0.5x 0.5x
則:0.5x×0.5x/(1.64-x)2=400 x=1.6mol/L,平衡時CH3OH的濃度為1.64mol/L-1.6mol/L=0.04mol/L;v(CH3OH) =1.6mol/L/10 min=0.16 mol·L-1·min-1;平衡時CH3OH的轉化率為1.6mol/L/1.64mol/L×100%=97.6%。
點晴:新熱化學方程式的反應熱關鍵是抓住蓋斯定律,建立等式,代入數(shù)據即可,如第(3)問;有關化學平衡中的計算,掌握基礎方法即三段式法,如第(4)問,注意表達中代入的是物質的量濃度、各種計算量的表達式是否正確。
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【題目】純凈干燥的氯氣與熔融金屬錫反應可制備SnCl4,某化學小組的同學設計了如下實驗裝置進行制備。
已知:①金屬錫熔點為231℃,化學活潑性與鐵相似;②SnCl4的沸點為114℃;③SnCl4易與水反應。
請根據上圖裝置回答:
(1)試管II中的試劑是________,試管III中的試劑是____________。
(2)裝置V的作用是____________。
(3)裝置Ⅵ 最好選用下列裝置中的________(填標號)。
(4)實驗結束后,欲回收利用裝置Ⅰ中未反應完的MnO2,需要的玻璃儀器有_________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】霧霾嚴重影響人們的生活,汽車尾氣排放是造成霧霾天氣的重要原因之一.已知汽車尾氣排放時容易發(fā)生以下反應:①N2(g)+O2(g)2NO(g)△H1=a kJmol﹣1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H2=b kJmol﹣1
③CO(g)+ O2(g)CO2(g)△H3=c kJmol﹣1
④2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)△H4
請回答下列問題:
(1)根據反應①②③,確定反應④中△H4=kJmol﹣1 .
(2)對于氣體參與的反應,表示平衡常數(shù)Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質的量濃度c(B),則反應①的Kp=(用表達式表示).
(3)下列情況能說明反應②已達平衡狀態(tài)的是(填編號).
A.單位時間內生成1mol NO2的同時消耗了1mol NO
B.在恒溫恒容的容器中,混合氣體的密度保持不變
C.在恒溫恒壓的容器中,容器的體積保持不變
D.混合氣體的平均相對分子質量保持不變
(4)反應③在(填“高溫”或“低溫”)下不利于自發(fā)進行.
(5)探究反應④中NO的平衡轉化率與壓強、溫度的關系,得到如圖所示的曲線.試分析實際化工生產中不采用高壓的原因
(6)探究反應④中平衡時CO2的體積分數(shù)與反應物中 的比值、溫度的關系,得到如圖2所示的曲線. ①在X、Y、Z三點中,CO的轉化率從大到小的順序是 .
②若保持其他條件不變,請在圖2中,畫出溫度為T2(T2<T1)時的變化趨勢曲線 .
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【題目】現(xiàn)有物質A﹣H的轉化關系如圖:
若A的分子式為C8H8O,其苯環(huán)上的一溴代物只有兩種:F為高分子化合物.請回答下列問題:
(1)反應②的反應類型是 . D中含氧官能團的名稱是 .
(2)寫出有關物質的結構簡式:E , H .
(3)寫出下列反應的化學方程式:A與新制Cu(OH)2的反應;B+C→G .
(4)B的同分異構體且屬于酯類的芳香族化合物共有6種,以下已有四種.請寫出另兩種同分異構體的結構簡式:、 .
(5)E的一種同分異構體苯羥乙酸是一種化工產品.請結合題目中有關信息,設計以苯乙烯為原料,制備苯羥乙酸的合成路線(用流程圖表示,無機試劑任選).注:合成路線的書寫格式參照如下示例流程圖:
CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3 .
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【題目】下表是周期表中的一部分,根據A~I在周期表中的位置,用元素符號或化學式回答下列問題:
(1)表中元素,化學性質最不活潑的是________,只有負價而無正價的元素是________。
(2)C元素在元素周期表中的位置是第三周期第________族。
(3)最高價氧化物的水化物酸性最強的是________,呈兩性的是________。
(4)A分別與E、G、H形成的化合物中,最穩(wěn)定的是________。
(5)在B、C、E、F中,原子半徑最大的是________。
(6)B、H兩種元素所形成的化合物所含的化學鍵類型為________________。
(7)寫出C的最高價氧化物與H的氫化物之間反應的離子方程式:__________________________。
(8)寫出B與C兩種元素的最高價氧化物對應的水化物相互反應的化學方程式:________________________________________________________________________。
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【題目】下列說法中正確的是
A. 已知t1℃時,反應C+CO22CO ΔH >0的速率為υ,若升高溫度,逆反應速率減小
B. 恒壓容器中發(fā)生反應N2+O22NO,若在容器中充入He,正逆反應速率均不變
C. 當一定量的鋅粉和過量的6molL-1鹽酸反應時,為了減慢反應速率,又不影響產生H2的總量,可向反應器中加入少量的CuSO4溶液
D. 對于工業(yè)合成氨反應N2+3H22NH3,選用450℃主要為了提高催化劑(鐵觸媒)的催化效率
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗室在500℃時隔絕空氣加熱硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并確定分解產物成分的裝置如圖所示(已知分解的固體產物可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4,氣體產物可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2)。下列說法正確的是( )
A. 裝置②用于檢驗分解產物中是否有水蒸氣生成,試劑X最好選用堿石灰
B. 裝置③用于檢驗分解產物中是否有SO3氣體生成并除去SO3和NH3
C. 取①中固體殘留物與稀硫酸反應并滴加KSCN,溶液變紅,則殘留物一定為Fe2O3
D. 裝置④用于檢驗分解產物中是否有SO2氣體生成,裝置⑤用于收集生成的NH3和N2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列化學方程式中,屬于水解反應的是( )
A.CH3COOH+H2OCH3COO﹣+H3O+
B.HS﹣+H2OS2﹣+H3O+
C.CO2+H2OHCO3﹣+H+
D.CO32﹣+H2OHCO3﹣+OH﹣
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