【题目】二甲醚又称甲醚,简称 DME,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,与石油液化气(LPG)相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。 由合成气(CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下:
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1=-90.0kJ·mo l -1
②2 CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-20.0kJ·mo l -1
回答下列问题:
(1)已知:H2O(1) =H2O(g) △H= +44.0kJ/mol,若由合成气(CO、H2) 制备 1molCH3OCH3(g),且生成 H2O(1),其热化学方程式为_______________。
(2)有人模拟该制备原理:500K时,在2L的密闭容器中充入2mol CO和6molH2,5min达到平衡,平衡时测得c(H2)=1.8mo l·L-1, c(CH3OCH3)=0.2mo l·L-1,此时 CO的转化率为__________。用 CH3OH 表示反应①的速率是_____________mo l·L-1·m i n -1,可逆反应②的平衡常数 K2=______________________。
(3)在体积一定的密闭容器中发生反应②,如果该反应的平衡常数 K2 值变小,下列说法正确的是____。
A. 平衡向正反应方向移动 B. 平衡移动的原因是升高了温度
C. 达到新平衡后体系的压强不变 D. 容器中 CH3OCH3 的体积分数减小
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入 CO(g)和 H2(g)进行反应①,平衡时 CO(g)和 H2(g)的转化率如图所示,则a=________ (填数值)。
(5)绿色电源“二甲醚燃料电池”的结构如图所示,电解质为 熔 融 态 的 碳 酸 盐 (如 熔 融K2CO3),其中 CO2 会参与电极反应。 工作时正极的电极反应为______________ 。
【答案】 2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(l ) △H2=-244.0kJ·mo l -1 60% 0.12 1 BD 2 2CO2+O2+4e- =2CO32-
【解析】(1)给H2O(1) =H2O(g) △H= +44.0kJ/mol编号为③,根据盖斯定律,①×2+②-③得:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(l) △H2=-244.0kJ·mol-1。
(2)由已知,CO和H2按照物质的量之比1:2反应,H2反应了6mol-1.8molL-1×2L=2.4mol,所以CO反应了1.2mol,此时CO的转化率为:1.2mol÷2mol×100%=60%;根据反应①,生成CH3OH1.2mol,用CH3OH表示反应①的速率是1.2mol÷2L÷5min=0.12 molL-1min-1;由c(CH3OCH3)=0.2mol·L-1,可得反应②H2O(g)的平衡浓度为0.2mol·L-1,反应②CH3OH(g)的平衡浓度为1.2mol÷2L-2×0.2mol·L-1=0.2 mol·L-1,所以可逆反应②的平衡常数K2===1。
(3)化学平衡常数只受温度影响,反应②正向为放热反应,升高温度K2值变小,平衡逆向移动,CH3OCH3(g)生成率降低,容器中CH3OCH3的体积分数减小;容器中气体总物质的量不变,容器容积固定,T增大,根据PV=nRT,则P增大,故BD正确。
(4)反应物按化学计量数之比投料,则平衡转化率相同,如图,交点纵坐标表示H2和CO转化率相等,横坐标a表示H2(g)和CO(g)的投料比,所以a=2。
(5)正极上是氧气得电子发生还原反应,由已知熔融K2CO3作电解质,CO2参与反应,故电极反应式为:2CO2+O2+4e- =2CO32-。
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【题目】X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的5种短周期主族元素。 其中只有Z是金属,W的单质是黄色晶体,X、Y、W 在周期表中的相对位置关系如图所示。 下列说法不正确的是
A. 5种元素中,原子半径最大的是Z
B. Y与Z形成的化合物都可以和盐酸反应
C. Z与Q形成的化合物水溶液一定显酸性
D. W的简单阴离子比Q的简单阴离子还原性强
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】断裂1 mol化学键所需的能量如下:
化学键 | N—N | O=O | N≡N | N—H |
键能(kJ) | 154 | 500 | 942 | a |
火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法错误的是
A.N2比O2稳定
B.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
C.表中的a=194
D.图中的ΔH3=+2218 kJ·mol-1
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列有关说法错误的是
A. 金属Mg与稀硫酸、CO2均能反应,但其基本反应类型不同
B. 浓硫酸与铜反应时,既体现了其强氧化性又体现了其酸性
C. 铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
D. SO2气体通入Ba(NO3)2溶液中,有白色沉淀生成
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在2 A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的是( )
A. υ(A)=0.5mol/(L·s) B. υ(B)=0.3mol/(L· s) C. υ(C)=0.8mol/(L·s) D. υ(D)=1mol/(L·s)
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【题目】下列物质均为a g,将它们在氧气中完全燃烧的产物全部通入到足量的过氧化钠固体中,则过氧化钠固体增重为a g的是( )
①CO ②H2 ③CH4 ④HCHO ⑤CH3COOH ⑥HCOOH
A. ①②⑥ B. ③④⑤ C. ①②④⑤ D. ②③⑤
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【题目】已知3.1克的磷在3.2克氧气中燃烧,放出a kJ热量,己知磷的燃烧热是bkJ/mol,写出1mol磷燃烧生成三氧化二鱗的热化学方程式________________________________________。
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