【題目】氫氣是一種理想的綠色能源。利用生物質(zhì)發(fā)酵得到的乙醇制取氫氣,具有良好的應(yīng)用前景。

乙醇水蒸氣重整制氫的部分反應(yīng)過(guò)程如下左圖所示

已知反應(yīng)和反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度變化曲線如上右圖所示。

(1)反應(yīng)中,1molCH3CH2OH(g)參與反應(yīng)后的熱量變化是256kJ。反應(yīng)1的熱化學(xué)方程式是_____________________。

(2)反應(yīng)Ⅱ,在進(jìn)氣比[n(CO):n(H2O)]不同時(shí),測(cè)得相應(yīng)的CO的平衡轉(zhuǎn)化率見下圖(各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度可能相同,也可能不同)。

圖中D、E兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度分別為TDTE判斷:TD_______TE (填“<”“=”或“>”)。

經(jīng)分析,A、E G 三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度相同,其原因是A、EG三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的________相同。

當(dāng)不同的進(jìn)氣比達(dá)到相同的CO平衡轉(zhuǎn)化率時(shí),對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度和進(jìn)氣比的關(guān)系

_________________

(3)反應(yīng)Ⅲ,在經(jīng)CO2飽和處理的KHCO3電解液中,電解活化CO2制備乙醇的原理如圖所示。

陰極的電極反應(yīng)式是____________________

從電解后溶液中分離出乙醇的操作方法是_________________。

直接向KOH溶液中通入CO2可以獲得經(jīng)CO2飽和處理的KHCO3電解液,該過(guò)程中濃度先增大后減小的離子是__________________ (填化學(xué)式)。

【答案】 CH3CH2OH(g)+H2O(g)=4H2(g)+2CO(g) △H=+256 kJ·mol-1 < 化學(xué)平衡常數(shù) 進(jìn)氣比越大,反應(yīng)溫度越低 14CO2+12e-+9H2O→CH3CH2OH+12HCO3- 蒸餾 CO32-

【解析】試題分析由反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)隨溫度的變化曲線可知,反應(yīng)I是吸熱反應(yīng)、反應(yīng)II是放熱反應(yīng)。

(1)反應(yīng)Ⅰ中,1molCH3CH2OH(g)參與反應(yīng)后的熱量變化是256kJ,則反應(yīng)1的熱化學(xué)方程式是CH3CH2OH(g)+H2O(g)=4H2(g)+2CO(g) H=+256kJ·mol-1。

(2)①該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高后CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小,所以圖中D、E兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度TD<TE。

②經(jīng)分析,A、EG三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度相同,其原因是A、EG三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)相同。

③反應(yīng)II是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的放熱反應(yīng)。如果增大進(jìn)氣比[n(CO):n(H2O)],CO的轉(zhuǎn)化率會(huì)降低,如果降低反應(yīng)的溫度,CO的轉(zhuǎn)化率會(huì)增大。所以,當(dāng)不同的進(jìn)氣比達(dá)到相同的CO平衡轉(zhuǎn)化率時(shí),對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度和進(jìn)氣比的關(guān)系是進(jìn)氣比越大,反應(yīng)溫度越低。

(3)由題意可知,二氧化碳在陰極上被還原為乙醇。①陰極的電極反應(yīng)式是14CO2+12e-+9H2O→CH3CH2OH+12HCO3-。②根據(jù)乙醇和水的沸點(diǎn)相差較大,從電解后溶液中分離出乙醇的操作方法可以選擇蒸餾法。③直接向KOH溶液中通入CO2,可以獲得經(jīng)CO2飽和處理的KHCO3電解液”,通入少量二氧化碳時(shí),二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳酸根離子,若通入足量的二氧化碳,則碳酸根轉(zhuǎn)化為碳酸氫根離子,所以,該過(guò)程中濃度先增大后減小的離子是CO32-。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】物質(zhì)的量是高中化學(xué)計(jì)算的核心:

(1)相同物質(zhì)的量的NH3和H2S的質(zhì)量比___,分子個(gè)數(shù)比為____,同溫同壓下的體積比___,所含氫原子的個(gè)數(shù)比為_____。

(2)現(xiàn)有mg某氣體,它的一個(gè)分子由四原子構(gòu)成,它的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA,則:①該氣體的物質(zhì)的量為____mol。②該氣體中所含的原子總數(shù)為_____個(gè)。

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A. 2 mol H2O的摩爾質(zhì)量和1 mol H2O的摩爾質(zhì)量

B. 200 mL 1 mol·L-1氯化鈣溶液中c(Cl-)100 mL 2 mol·L-1氯化鉀溶液中c(Cl-)

C. 64 g二氧化硫中氧原子數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L一氧化碳中氧原子數(shù)

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制備基本操作流程如下:

主要試劑和產(chǎn)品的物理常數(shù)如下表所示

名稱

相對(duì)分子質(zhì)量

熔點(diǎn)或沸點(diǎn)(

水楊酸

138

158(熔點(diǎn))

微溶

醋酸酐

102

139.4(沸點(diǎn))

易水解

乙酰水楊酸

180

135(熔點(diǎn))

微溶

請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題:

1制備阿司匹林時(shí),要使用干燥的儀器的原因是________________________________

2合成阿司匹林時(shí),最合適的加熱方法是______________________

3提純粗產(chǎn)品流程如下,加熱回流裝置如圖:

①沸石的作用是__________________________________

②冷凝水的流出方向是________________(填“b”“c”);

③使用溫度計(jì)的目的是_____________________________________________________。

4在實(shí)驗(yàn)中原料用量:2.0g水楊酸、5.0mL醋酸酐(),最終稱得產(chǎn)品質(zhì)量為2.2g,則所得乙酰水楊酸的產(chǎn)率為__________________用百分?jǐn)?shù)表示,小數(shù)點(diǎn)后一位)。

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【題目】1,6-己二酸(G)是合成尼龍的主要原料之一,可用烴A氧化制備。制備G的合成路線如下

回答下列問(wèn)題

(1)化合物A的質(zhì)譜圖如下,則A的化學(xué)名稱為_______________。

(2)C→D的反應(yīng)類型為_____________

(3)F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_________________。

(4)寫出能同時(shí)滿足下列條件的X的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式______________。

相對(duì)分子質(zhì)量與F相等

烴的含氧衍生物,能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

核磁共振氫譜中有三組峰,面積比為3:2:1

(5)G合成尼龍的化學(xué)方程式為____________________

(6)A通過(guò)兩步反應(yīng)制備1,3-環(huán)己二烯的合成路線為__________________。

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【題目】常溫下,向10mL0.1mol·L-1HR溶液中逐漸滴入0.1mol·L-1NH3·H2O溶液,所得溶液pH及導(dǎo)電能力變化如圖。下列分析不正確的是

A. ab點(diǎn)導(dǎo)電能力增強(qiáng),說(shuō)明HR為弱酸

B. b點(diǎn)溶液pH=7,此時(shí)酸堿恰好中和

C. bc兩點(diǎn)水的電離程度:b<c

D. c點(diǎn)溶液存在c(NH4+)>c(R-)、c(OH-)>c(H+)

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【題目】常溫下,下列溶液中的微粒濃度關(guān)系正確的是( )

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【題目】已知反應(yīng)①CO(g)CuO(s) CO2(g)Cu(s)和反應(yīng)②H2(g)CuO(s) Cu(s)H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1K2,該溫度下反應(yīng)③CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1

B. 反應(yīng)③的平衡常數(shù)K

C. 對(duì)于反應(yīng)③,恒容時(shí),溫度升高,H2的濃度減小,則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎?/span>

D. 對(duì)于反應(yīng)③,恒溫恒容下,增大壓強(qiáng),H2的濃度一定減小

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