二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。
请回答下列问题:
⑴煤的气化的主要化学反应方程式为:___________________________。
⑵煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:________________________________________。
⑶利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g) + CO(g)
CH3OH(g);ΔH =-90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH=-23.5 kJ·mol-1
③ CO(g) + H2O(g)
CO2(g) + H2(g);ΔH=-41.3 kJ·mol-1
总反应:3H2(g) + 3CO(g)
CH3OCH3(g) + CO2 (g) ΔH=-246.4kJ· mol -1;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是_______(填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度
d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
⑷已知反应②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
| 物质 |
CH3OH |
CH3OCH3 |
H2O |
| 浓度/(mol·L-1) |
0.44 |
0.6 |
0.6 |
①比较此时正、逆反应速率的大小:v正 ______ v逆(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH) = _________;该时间内反应速率v(CH3OH) = __________。
过氧化钙可以用于改善地表水质,处理含重金属粒子废水和治理赤潮,也可用于应急供氧等。工业上生产过氧化钙的主要流程如下:
已知:CaO2·8H2O是一种白色固体,微溶于水,加热至350 ℃左右开始分解放出氧气。
(1)完成用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是:CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O==CaO2·8H2O↓+________;
(2)检验“水洗”是否合格的操作方法是_________________________________________;
(3)沉淀时常用冰水控制温度在0 ℃左右,其可能原因是(写出两种):
①;②____________________________。
(4)测定产品中CaO2的含量的实验步骤:【已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-】
第一步:准确称取a g产品于有塞锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体,再滴入少量2 mol·L-1的H2SO4溶液,充分反应。
第二步:向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。
第三步:逐滴加入浓度为c mol·L-1的Na2S2O3溶液至反应完全,消耗Na2S2O3溶液V mL。
①CaO2的质量分数为____________(用字母表示);
②某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的CaO2的质量分数可能________(填“不受影响”、“偏低”或“偏高”),原因是___________________。
二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上以CO和H2为原料生产二甲醚CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应:
①CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g)△H1=-Q1 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2=-Q2 kJ·mol-1
③CO(g)+ H2O(g)
CO2(g) + H2(g) △H3=-Q3 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)新工艺的总反应3H2(g)+ 3CO(g)
CH3OCH3(g)+ CO2(g)的热化学方程式为_________。
(2)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g) + 2H2(g)
CH3OH (g) △H
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(Κ)。
| 温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
| K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
① 由表中数据判断ΔH0 (填“ >”、“=”或“<”)。能够说明某温度下该反应是平衡状态的是
A.体系的压强不变
B.密度不变
C.混合气体的相对分子质量不变
D.c(CO)=c(CH3OH)
② 某温度下,将 2mol CO和 6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应 10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,计算此温度下的平衡常数K=。
(3)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92.4kJ•mol-1。实验室模拟化工生产,在恒容密闭容器中冲入一定量N2和H2后,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图。
请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为。
②在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度,请在下图中画出实验I和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
兔耳草醛是食品与化妆品工业中的香料添加剂,可利用下列路线合成:
已知:①CH3CHO+CH3CHO
CH3CH(OH)CH2CHO
②
可写成
③羟基与碳碳双键两端的碳原子相连时不稳定。
(1)写出CH3CH2CHO的两种链状同分异构体, B的官能团名称是;
(2)A的结构简式为,反应②的反应类型;
(3)鉴别B和C两种物质可以使用的化学试剂是;
(4)由D生成兔耳草醛的化学方程式为。
现有反应aA(g)+bB(g)
pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数也减小,则:
(1)该反应的逆反应是_______热反应,且a+b______p(填“>”“<”或“=”)。
(2)减压时,A的质量分数________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),正反应速率________。
(3)若加入B(体积不变),则A的转化率________,B的转化率________。
(4)若升高温度,则平衡时,B、C的浓度之比
将________。
(5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量________。
(6)若B是有色物质,A、C均为无色物质,则加入C(体积不变)时混合物的颜色________,而维持容器体积不变,充入氖气时,混合物的颜色________(填“变浅”“变深”或“不变”)。
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
| t℃ |
700 |
800 |
830 |
1000 |
1200 |
| K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=。
(2)该反应为反应(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是。
a.容器中压强不变b.混合气体中c(CO)不变
c.v正(H2)=v逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式: c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为℃。在此温度下,若该容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O,这状态(填是或否)处于平衡状态?若不是,反应向哪个方向进行?