【題目】甲醇、乙醇來源豐富、價(jià)格低廉、運(yùn)輸貯存方便,都是重要的化工原料,有著重要的用途和應(yīng)用前景,可以用多種方法合成。
I.用CO2生產(chǎn)甲醇、乙醇
(1)已知:H2的燃燒熱為-285.8 kJ/mol,CH3OH(l)的燃燒熱為-725.8kJ/mol,CH3OH(g)=CH3OH(l) △H= -37.3 kJ/mol,則CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+ H2O(1) △H=____kJ/mol。
(2)將CO2和H2按物質(zhì)的量之比1:3充入體積為2.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)[生成 H2O(g)],如圖1表示壓強(qiáng)為0.1 MPa和5.0 MPa下CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化關(guān)系。
①a、b兩點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)速率分別用Va、Vb,表示,則Va ___Vb(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②列出a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ____________________。
(3)在1.0 L恒容密閉容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g) CH3OH (g)+H2O(g),實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度及壓強(qiáng)下,平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量變化如圖2所示,下列說法正確的是_____。
A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.壓強(qiáng)大小關(guān)系為p1<p2<p3
C.M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K的值約為1.04×10-2
D.在p2及512 K時(shí),圖中N點(diǎn)υ(正)<υ(逆)
(4)CO2催化加氫合成乙醇的反應(yīng)為:2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g) +3H2O(g) △H;m代表起始時(shí)的投料比,即m=
①圖3中投料比相同,溫度T3>T2>T1,則該反應(yīng)的焓變△H____0(填“>”、“<”)。
②m=3時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后p(總)=20a MPa,恒壓條件下各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖4所示,則曲線b代表的物質(zhì)為_________(填化學(xué)式),T4溫度時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)物質(zhì)d的分壓p(d)=___________。
Ⅱ.甲醇的應(yīng)用
(5)以甲醇為主要原料,電化學(xué)合成碳酸二甲酯的工作原理如圖5所示。
離子交換膜a為_____(填“陽(yáng)膜”、“陰膜”),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為______________。
【答案】-94.3 大于 K= AC < CO2 2.5a MPa 陽(yáng)膜 2CH3OH+CO2e=(CH3O)2CO+2H+
【解析】
(1)①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol,
②CH3OH(g)=CH3OH(l)△H= -37.3kJ/mol,
③CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol,
由蓋斯定律①×3-③-②;可得CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(1)△H=-94.3kJ/mol;
(2)①a、b兩點(diǎn)溫度相同,正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大,故壓強(qiáng)曲線A大于曲線B,壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越快,故反應(yīng)速率Va大于Vb;
②a點(diǎn)發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),平衡常數(shù)表達(dá)式K=;
(3)A.由圖可知,隨著溫度升高,平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量在減小,所以升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故A正確;
B.由圖可知,作一條等溫線,因?yàn)樵摲磻?yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),壓強(qiáng)越大,平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量也越大,所以p1>p2>p3,故B錯(cuò)誤;
C.由圖可知,M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的甲醇產(chǎn)量為0.25mol,則
所以K==1.04×102;故C正確;
D.由圖可知,在p2及512K時(shí),N點(diǎn)甲醇的物質(zhì)的量還小于平衡時(shí)的量,所以應(yīng)該正向移動(dòng),則v(正)>v(逆),故D錯(cuò)誤;
答案選AC;
(4)①由圖3可知,相同壓強(qiáng)下,溫度越高氫氣轉(zhuǎn)化率越小,說明升高溫度反應(yīng)向逆向移動(dòng),正反應(yīng)放熱,△H<0;
②溫度升高,反應(yīng)逆向進(jìn)行,所以產(chǎn)物的物質(zhì)的量是逐漸減少的,反應(yīng)物的物質(zhì)的量增大,由圖可知,根據(jù)反應(yīng)計(jì)量系數(shù)關(guān)系,曲線a代表的物質(zhì)為H2,b表示CO2,c為H2O,d為C2H5OH;設(shè)開始?xì)錃獾耐度肓渴?/span>3nmol,則二氧化碳是nmol,二氧化碳的轉(zhuǎn)化量是x,
N點(diǎn)b、d的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同,所以n-x=0.5x,解得x=n,總物質(zhì)的量是n-x+3n-3x+0.5x+1.5x=n,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,組分平衡分壓=總壓×該組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),d為C2H5OH,達(dá)到平衡時(shí)乙醇的壓p(乙醇)==2.5a MPa;
(5)由圖分析可知氧氣得電子,發(fā)生還原反應(yīng),與氫離子結(jié)合生成水,該電極為陰極,則氫離子要透過交換膜a在陰極與氧氣結(jié)合,則交換膜a為陽(yáng)離子交換膜;陽(yáng)極上是甲醇和一氧化碳反應(yīng)失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:2CH3OH+CO-2e=(CH3O)2CO+2H+。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】香豆素及其衍生物在醫(yī)藥、農(nóng)藥、染科等領(lǐng)域有廣泛用途。某香豆素衍生物Ⅰ具有抗病毒、抗癌的動(dòng)多種生物活性,其合成路線如圖所示:
回答下列問題:
(1)D的名稱是______。F中的含氧官能團(tuán)的名稱是______。
(2)H→I的反應(yīng)類型為______。
(3)C分子具有對(duì)稱結(jié)構(gòu),該化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______。
(4)F→G中i的化學(xué)方程式為______。
(5)E的同分異構(gòu)體中,滿足下列條件的有______種;
①含有苯環(huán)
②能發(fā)生水解反應(yīng)
其中核磁共振氫譜有4組峰且峰面積之比為3:2:2:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______(寫出一種即可)。
(6)根據(jù)上述路線,設(shè)計(jì)以苯酚、乙醇、丙二酸、甲醛為原料制備的合成路線______(其他無機(jī)試劑自選)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源。由合成氣(組成為H2、CO和少量CO2) 直接制備二甲醚,其中的主要過程包括以下四個(gè)反應(yīng):
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.1kJ·mol-1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.1kJ·mol-1
④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=-24.5kJ·mol-1。試回答下列問題:
(1)由H2和CO直接制備二甲醚的熱化學(xué)方程式:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH =_______kJ·mol-1;該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行的條件為________________。
(2)將1.0mol CO2 和 3.0mol H2 充入2L恒容密閉容器中,使其僅按反應(yīng)②進(jìn)行,在不同催化劑作用下,相同時(shí)間內(nèi) CO2 的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示。下列說法正確的是______________
A.T3對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)小于T4對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)
B.根據(jù)圖中曲線分析,催化劑I的催化效果最好
C.b點(diǎn)v(正)可能等于v(逆)
D.a點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率比c點(diǎn)高可能的原因是該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率降低
(3)若CO2和H2僅發(fā)生反應(yīng)②和③,研究表明:在其他條件相同的情況下,用新型催化劑可以顯著提高甲醇的選擇性,使用該催化劑,按 n(CO2):n(H2)=1:3(總量為a mol)投料于恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇率(甲醇的選擇率:轉(zhuǎn)化的 CO2中生成甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度的變化趨勢(shì)如圖所示:(忽略溫度對(duì)催化劑的影響)
①在553K達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)體系內(nèi)甲醇的物質(zhì)的量為_________mol。
②隨著溫度的升高,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增加但甲醇的選擇率降低,請(qǐng)分析其原因:____________________________ 。
(4)O2催化輔助的 Al-CO2電池工作原理如圖所示。該電池電容量大,能有效利用CO2,電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。 則電池的正極反應(yīng)式:6O2+6e-=6O2-和____________________ 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室合成乙酸乙酯的步驟如下:在圖甲的圓底燒瓶?jī)?nèi)加入乙醇、濃硫酸和乙酸,加熱回流一段時(shí)間,然后換成圖乙裝置進(jìn)行蒸餾,得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗產(chǎn)品。
請(qǐng)回答下列問題
(1)圖甲中冷凝水從______(a或b)進(jìn),圖乙中B裝置的名稱為_______;
(2)圖甲在燒瓶中除了加入乙醇、濃硫酸和乙酸外,還應(yīng)放入沸石,目的是_______;
(3)反應(yīng)中加入過量的乙醇,目的是_______;
(4)現(xiàn)擬分離粗產(chǎn)品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物下列框圖是分離操作步驟流程圖:
則試劑a是______,分離方法I是_______,分離方法II是_______,產(chǎn)物E是______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】己知:①pOH=-lgc(OH-);②N2H4 +H2ON2H5++OH-、N2H5++H2ON2H62++OH-,分別對(duì)應(yīng)有pOH1和pOH2。常溫下,將鹽酸滴加到N2H4的水溶液中,混合溶液中pOH隨離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是
A.曲線M表示變化關(guān)系
B.N2H4與硫酸形成的酸式鹽的化學(xué)式為N2H5HSO4
C.pOH1>pOH2
D.反應(yīng)N2H5+ + H2O N2H62+ + OH-的K=10-15
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用系統(tǒng)命名法命名或?qū)懗鼋Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:
(1)3-甲基-2-丙基-1-戊烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______________________________
(2)名稱為_______________________________________
(3)名稱為:________________________________
(4)名稱為:_______________
(5) 名稱為:___________________________
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25 ℃時(shí),用0.1 mol/LNaOH溶液滴定某二元弱酸H2A,H2A被滴定分?jǐn)?shù)、pH及物種分布分?jǐn)?shù)如圖所示:
下列說法錯(cuò)誤的是
A.用NaOH溶液滴定0.1 mol·L-1NaHA溶液可用酚酞作指示劑
B.0.1 mol·L-1NaA溶液中:
C.0.1 mol·L-1NaHA溶液中:
D.H2A 的K2=1×10-7
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知,常溫下CH3COOH和NH3·H2O的電離常數(shù)均為1.8×10-5。某小組進(jìn)行如圖三組實(shí)驗(yàn)且實(shí)驗(yàn)II、III中Mg(OH)2固體均溶解。下列說法正確的是
A.I中現(xiàn)象說明NH3·H2O堿性強(qiáng)于Mg(OH)2
B.II中總反應(yīng)為2H++Mg(OH)2=Mg2++2H2O
C.實(shí)驗(yàn)II、III研究NH4+對(duì)Mg(OH)2溶解的作用原理
D.III中CH3COONH4濃度越小,越有利于沉淀的溶解
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(AgBr)=7.7×10-13,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。某溶液中含有Cl-、Br-和CrO42—,濃度均為0.010 mol·L-1,向該溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液時(shí),三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序?yàn)?/span>( )
A.Cl-、Br-、CrO42—B.CrO42—、Br-、Cl-C.Br-、Cl-、CrO42— D.Br-、CrO42—、Cl-
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