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科目: 來源: 題型:解答題

6.二甲醚(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)流程如圖1:

(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.
(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=$\frac{預(yù)期產(chǎn)物的相對分子量}{全部生成物質(zhì)的相對分子質(zhì)量綜合}$×100%,試求反應(yīng)(Ⅳ)的原子利用率為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2amol 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(α)與溫度的關(guān)系如圖2.則該反應(yīng)的△H<0(填“>”、“=”或“<”).300℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{{α}_{1}{V}^{2}}{4{a}^{2}(1-{α}_{1})^{3}}$(用含字母α的代數(shù)式表示).
(3)我國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-=2CO32-+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的廢氣通人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;電解飽和食鹽水方程式:2NaCl+2H2O═2NaOH+H2(g)+Cl2(g)
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)量為$\frac{23Vx}{133.4}$g.

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5.運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義.
(1)用CO可以合成甲醇.已知:
CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.5kJ•mol-1
CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1
則CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.1kJ•mol-1
(2)下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應(yīng)的反應(yīng)速率的是ac(填寫序號).
a.使用高效催化劑    b.降低反應(yīng)溫度
c.增大體系壓強(qiáng)      d.不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出
(3)在一定壓強(qiáng)下,容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇,平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示.

①p1小于p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{V}^{2}}{{a}^{2}}$(mol•L-1-2;
③在其它條件不變的情況下,再增加a mol CO和2a molH2,達(dá)到新平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率增大(填“增大”、“減小”或“不變”).
(4)某科研小組用SO2為原料制取硫酸.
①利用原電池原理,用SO2、O2和H2O制備硫酸,該電池用多孔材料作電極,它能吸附氣體,同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸.請寫出該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后電解該溶液可制得硫酸.電解原理示意圖如圖2所示.
請寫出開始時(shí)陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+

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4.在80℃時(shí),將0.8mol的A氣體充入4L已抽空的固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):A(g)?mB(g)隔一段時(shí)間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析,得到如下數(shù)據(jù):
時(shí)間(s)
c(mol/L)
020406080100
c(A)0.200.14b0.090.090.09
c(B)0.000.120.20cde
(1)m=2,表中b<c(填“<”、“=”或“>”).
(2)100秒后若將容器的體積縮小至原來一半,平衡時(shí)A的濃度>0.09mol/L(填“<”、“=”或“>”).
(3)在80℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為0.5(保留1位小數(shù)).
(4)在其他條件相同時(shí),該反應(yīng)的K值越大,表明建立平衡時(shí)①②④.
①A的轉(zhuǎn)化率越高    ②A與B的濃度之比越大   ③B的產(chǎn)量越大    ④正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大.

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3.在4L的密閉容器中充入6mol A氣體和5mol B氣體,在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?2C(g)+xD(g).經(jīng)10s達(dá)到平衡,測得生成2molC,D的濃度為0.5mol•L-1,計(jì)算:
(1)x 的值為2               
(2)B的轉(zhuǎn)化率為20%
(3)反應(yīng)的10s內(nèi)A的反應(yīng)速率為0.075mol/(L•s)
(4)反應(yīng)進(jìn)行到10s時(shí),在相同溫度下容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的1倍
(5)該溫度下反應(yīng)平衡常數(shù)K=$\frac{4}{27}$.

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2.將4mol A氣體和2mol B氣體在2L 的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)?2C(g)若經(jīng)2s 后測得C的濃度為0.6mol•L-1 現(xiàn)有下列幾種說法其中不正確的是( 。
A.用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3 mol•L-1•s-1
B.2s時(shí)的壓強(qiáng)是起始時(shí)的1.1倍
C.2s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為30%
D.2s時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7mol/L

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1.已知可逆反應(yīng)X(g)+Y(g)?Z(g)(未配平).溫度為T0時(shí),在容積固定的容器中發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖a所示.其他條件相同,溫度分別為T1、T2時(shí)發(fā)生反應(yīng),Z的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖b所示.下列敘述正確的是( 。
A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:X+Y?2Z
B.當(dāng)反應(yīng)速率大小關(guān)系為:v(X)=v(Y)=2v(Z)時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C.圖a中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),Y的轉(zhuǎn)化率為37.5%
D.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)

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12.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是( 。
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L鹽酸含有NA個(gè)HCl分子
B.1.0 L 1.0 mol•L-1 的NaAl02水溶液中含有的氧原子數(shù)為2 NA?
C.常溫常壓下,14g由N2與CO組成的混合氣體含有的原子數(shù)目為NA
D.已知C2H4和C3H6混合物的質(zhì)量為ag,所含原子總數(shù)為$\frac{a{N}_{A}}{14}$

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11.下列離子方程式書寫正確的是( 。
A.銅和稀硫酸反應(yīng):Cu+2H+═Cu2++H2
B.氫氧化銅溶于鹽酸:Cu(OH)2+2H+═Cu2++2H2O
C.碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng):CO32-+2H+═CO2↑+H2O
D.硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng):H++OH-═H2O

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10.將30gMnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72.5%的軟錳鐵礦與足量12mol•L-1濃鹽酸完全反應(yīng)[發(fā)生反應(yīng)為:MnO2+4HCl(濃)$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl2 +Cl2 ↑+2H2O,雜質(zhì)不參加反應(yīng)].計(jì)算:
(1)參加反應(yīng)的濃鹽酸的體積;
(2)生成的Cl2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

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9.物質(zhì)的量濃度相同的下列各溶液,由水電離出的c(H+)由大到小的順序是③②④①
①NaHSO4、②NaHCO3 、③Na2CO3 、④Na2SO4

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