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題目列表(包括答案和解析)

二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀(jì)的清潔、高效能源.
Ⅰ.(1)合成二甲醚反應(yīng)一:
3H2(g)+2CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-247KJ/mol
一定條件下該反應(yīng)在密閉容器中達(dá)到平衡后,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是
AE
AE

A、低溫高壓        B、加催化劑      C、體積不變充入N2
D、增加CO濃度    E、分離出二甲醚
(2)合成二甲醚反應(yīng)二:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g).在不同溫度下,分別在1L密閉容器中加入不同物質(zhì)的量的CH3OH,反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得各組分的濃度如表:‘
實(shí)驗(yàn)組 溫度/K 平衡濃度mol/L
CH3OH CH3OCH3 H2O
1 403 0.01 0.2 0.2
2 453 0.02 0.3 0.4
該反應(yīng)是
放熱
放熱
(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng),原因是
K(403)=
0.2×0.2
(0.01)2
=400,K(453)=
0.3×0.4
(0.02)2
=300,K(403)>K(453),所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
K(403)=
0.2×0.2
(0.01)2
=400,K(453)=
0.3×0.4
(0.02)2
=300,K(403)>K(453),所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
(從平衡常數(shù)角度說(shuō)明).
Ⅱ.二甲醚燃料電池的工作原理如下圖一所示.

(1)該電池正極的電極反應(yīng)式為
4H++O2+4e-=2H2O
4H++O2+4e-=2H2O

電池在放電過(guò)程中,b對(duì)應(yīng)的電極溶液的pH
減小
減小
.(填“增大”、“減小”或“不變”)
(2)以上述電池為電源,通過(guò)導(dǎo)線與圖二電解池相連.X、Y為石墨,a為1L0.1mol/LKCl溶液,寫出電解總反應(yīng)的離子方程式為
2Cl-+2H2O
 電解 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-
2Cl-+2H2O
 電解 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-

(3)室溫時(shí),按上述(2)電解一段時(shí)間后,取25mL上述電解后溶液,滴加0.2mol/L  醋酸得到圖三(不考慮能量損失和氣體溶于水,溶液體積變化忽略不計(jì)).
①若圖三的B點(diǎn)pH=7,則滴定終點(diǎn)在
AB
AB
區(qū)間(填“AB”、“BC”或“CD”).
②C點(diǎn)溶液中各離子濃度大小關(guān)系是
c(CH3COO-)>c(K+)>c(H+)>c(OH-
c(CH3COO-)>c(K+)>c(H+)>c(OH-

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稱取兩份鋁粉,第一份加足量的NaOH溶液,第二份加足量的鹽酸,若放出等量的氣體,則兩份鋁粉的質(zhì)量比( 。

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二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀(jì)的新型能源,是一種高效、清潔能源.
Ⅰ.工業(yè)制備二甲醚的生產(chǎn)流程如下:
催化反應(yīng)室中(壓力2.0~10.0Mpa,溫度230~280℃)發(fā)生如下反應(yīng):
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.7kJ/mol
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol
(1)二甲醚也可以通過(guò)天然氣和CO2合成制得,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
3CH4+CO2→2CH3OCH3
3CH4+CO2→2CH3OCH3

(2)催化反應(yīng)室中總反應(yīng)3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=
-246.1kJ/mol
-246.1kJ/mol
,830℃時(shí)反應(yīng)③的K=1.0,則在催化反應(yīng)室中反應(yīng)③的K
1.0(填“>”、“<”或“=”).
(3)在溫度相同的3個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒壓,發(fā)生反應(yīng)②,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下.
容器
反應(yīng)物投入量 1mol CH3OCH3、1mol H2O 2mol CH3OH 1mol CH3OH
CH3OH的濃度(mol/L) c1 c2 c3
反應(yīng)的能量變化 吸收a kJ 放出b kJ 放出c kJ
平衡時(shí)體積(L) V1 V2 V3
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 α 1 α 2 α 3
下列說(shuō)法正確的是
A、B、C
A、B、C
.(填字母序號(hào))
A.a(chǎn)+2c=23.5        B.α12=1        C.V1>V3       D.c1=2c3
(4)上述生產(chǎn)流程中,可以循環(huán)使用的物質(zhì)有
甲醇和水、CO和H2
甲醇和水、CO和H2

Ⅱ.用二甲醚-空氣堿性(KOH)燃料電池作電源電解精煉粗銅(如圖),在接通電路一段時(shí)間純Cu質(zhì)量增加3.2g.

(5)請(qǐng)寫出燃料電池中的負(fù)極反應(yīng)式:
CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O
CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O

(6)燃料電池正極消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的體積是
2.8L
2.8L
(空氣中O2體積分?jǐn)?shù)以20%計(jì)算).

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二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)被稱為21世紀(jì)的新型燃料,具有清潔、高效等優(yōu)良的性能.以CH4和H2O為原料制備二甲醚和甲醇的工業(yè)流程如下:

(1)催化反應(yīng)室B中CO與H2合成二甲醚的化學(xué)方程式為
2CO+4H2
催化劑
.
CH3OCH3+H2O
2CO+4H2
催化劑
.
CH3OCH3+H2O

(2)催化反應(yīng)室A中發(fā)生的反應(yīng)為:
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)…(I)
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)…(Ⅱ)
催化反應(yīng)室C中發(fā)生的反應(yīng)為:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)…(Ⅲ)
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)…(Ⅳ)
①已知:原子利用率=
預(yù)期產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量
全部生成物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量總和
×100%,試求反應(yīng)(Ⅳ)的原子利用率為
64%
64%

②反應(yīng)(Ⅳ)的△S
0(填“>”、“=”或“<”).
③在壓強(qiáng)為5MPa,體積為VL的反應(yīng)室c中,amol CO與20mol H2在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)(Ⅲ)生成甲醇,CO的’轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖.則該反應(yīng)的△H
0(填“>”、“=”或“<”).300℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
a1V2
4a2(1-a1)
a1V2
4a2(1-a1)
(用含字母的代數(shù)式表示).
(3)我國(guó)某科研所提供一種堿性“直接二甲醚燃料電池”.該燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為:
CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO2-3+11H2O.有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品治理含二氧化硫(體積分?jǐn)?shù)為x)廢氣的方法如下:
①將含SO2的廢氣通入電解飽和食鹽水所得溶液中,得NaHSO3溶液;
②將電解飽和食鹽水所得氣體反應(yīng)后制得鹽酸;
③將鹽酸加入NaHSO3溶液中得SO2氣體回收.
用上述堿性“直接二甲醚燃料電池”電解食鹽水來(lái)處理標(biāo)準(zhǔn)狀況下VL的廢氣,計(jì)算消耗二甲醚的質(zhì)量
23V
134.4
g
23V
134.4
g

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二甲醚和甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料,以CH4和H2O為原料制備二甲醚和甲醇的工業(yè)流程如圖1:

I:(1)在一定條件下,容積為 100L密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g);△H>0
將1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入該密閉容器 l0min時(shí)有0.1mol CO生成,則10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(H2
0.0003mo1?L-1?min-1
0.0003mo1?L-1?min-1

(2)在壓強(qiáng)為0.1MPa條件下,容積為V L某密閉容器中a mol CO與 2a mol H2在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2.
①該反應(yīng)的△H
0 (填“<”、“>”或“=”).
②100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
V2
a2
V2
a2
(用含a、V的代數(shù)式表示).
③在溫度容積不變的情況下,向該密閉容器再增加a mol CO與 2a mol H2,達(dá)到新平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率
增大
增大
(填“增大”、“減小”或“不變”).平衡常數(shù)
不變
不變
(填“增大”、“減小”或“不變”)
④在某溫度下,向一個(gè)容積不變的密閉容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2反應(yīng)生成CH3OH(g),達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為90%,此時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的
0.55
0.55
倍.
II:某溫度下,向密閉容器中充入2.0mol CO和1.0mol H2O,發(fā)生反應(yīng):
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g).CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化關(guān)系如圖2,回答下列問(wèn)題:
(1)如果一個(gè)可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K值很大,下列說(shuō)法正確的是
C
C
(填字母).
A.該反應(yīng)的反應(yīng)物混合后很不穩(wěn)定
B.該反應(yīng)一旦發(fā)生將在很短的時(shí)間內(nèi)完成
C.該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)至少有一種反應(yīng)物的百分含量很小
D.該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)   E.該反應(yīng)使用催化劑意義不大
(2)t2時(shí)刻向平衡體系中再通入1.0mol H2O(g),請(qǐng)?jiān)谠鴺?biāo)圖3中將改變這一條件后CO的轉(zhuǎn)化率的變化結(jié)果表示出來(lái).

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