甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用C-优题课

题文

甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。①CH₄（g）＋H₂O （g）CO（g）＋3H₂（g）  △H₁②CO（g）＋2H₂（g）CH₃OH（g）△H₂ 将0．2mol CH₄和0．3mol H₂O（g）通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH₄的转化率与温度．压强的关系如图所示：

（1）温度不变，缩小体积，增大压强，①的反应速率             （填“增大”．“减小”．“不变”），平衡向           方向移动。
（2）反应①的△H₁       0，（填“﹤”“﹦”“﹥”），其平衡常数表达式为K=               ，100℃，压强为p₁时平衡常数的值是                。
（3）在压强为0．1Mpa条件下，将a mol CO与3a molH₂的混合气体在催化剂作用下进行反应②。为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下空格中填入剩余的实验条件数据。

实验编号	T℃	n（CO）/n（H₂）	p （Mpa）
I	150	1/3	0．1
Ⅱ			5
Ⅲ	350		5

（4）近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过，其工作原理示意图如下：

请回答
①Pt（a）电极的电极反应式为
②如果该电池工作时电路中通过2mol电子则消耗的CH₃OH有 mol。

科目化学题型填空题难度中等

知识点：探究影响化学反应速率的因素

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我国著名化学家傅鹰告诫我们“化学给人以知识，化学史给人以智慧。”回顾苯的结构的探索历程，曾有人提出两种立体结构:就上述两种立体结构回答下列有关问题：
(1) 若苯的结构为(Ⅰ)，则在下列项目中它与苯的凯库勒式结构不同的是__________
a．一氯代物种数　　　b．二氯代物种数
c．与溴水的作用　　　d．燃烧时烟的浓度
(2) 利用苯的结构(Ⅰ)能解释下列事实的是__________
a．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色　　　b．苯的邻位二氯代物没有同分异构体
c．在一定条件下能和氢气发生加成反应　d．和氯气在一定条件下发生取代反应
(3) 若苯的结构为（Ⅱ），则苯能否使溴水反应褪色？若能，请写出一个可能反应的化学方程式；若认为不能，请说明原因。

酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、粘合剂及印刷、纺织等工业。
乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应：
$C H_{3} C O O H + C_{2} H_{5} O H \to_{△}^{浓硫酸} C H_{3} C O O C_{2} H_{5} + H_{2} O$

请根据要求回答下列问题：
⑴欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有：、等。
⑵若用上图所示的装置来制备少量的乙酸乙酯，产率往往偏低，其原因可能为：
、等。
⑶此反应以浓硫酸为催化剂，可能会造成、等问题。
⑷目前对该反应的催化剂进行了新的探索，初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂，且能重复使用。实验数据如下表所示（乙酸和乙醇以等物质的量混合）。

同一反应时间	同一反应温度
反应温度/℃	转化率(/%)	选择性(/%)^*	反应时间/ $h$	转化率(/%)	选择性(/%)^*
40	77.8	100	2	80.2	100
60	92.3	100	3	87.8	100
80	92.6	100	4	92.3	100
120	94.5	98.7	6	93.0	100
*选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水

①根据表中数据，下列(填字母)为该反应的最佳条件。

h

h

h

h

②当反应温度达到120 ℃时，反应选择性降低的原因可能为。

碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠（纯度约98％）中含有 $C a^{2 +}$ 、 $M g^{2 +}$ 、 $F e^{3 +}$ 、 $C l^{-}$ 和 $S {O_{4}}^{2 -}$ 等杂质，提纯工艺路线如下：

已知碳酸钠的溶解度（S）随温度变化的曲线如下图所示：
回答下列问题：
（1）滤渣的主要成分为。
（2）"趁热过滤"的原因是。
（3）若在实验室进行"趁热过滤"，可采取的措施是（写出1种）。
（4）若"母液"循环使用，可能出现的问题及其原因是。
（5）已知：
$N a_{2} C O_{3} \cdot 10 H_{2} O (s) = N a_{2} C O_{3} (s) + 10 H_{2} O (g) Δ H_{1} = + 532.36 k J \cdot m o l^{- 1}$

$N a_{2} C O_{3} \cdot 10 H_{2} O (s) = N a_{2} C O_{3} \cdot H_{2} O (s) + 9 H_{2} O (g) Δ H 1 = + 473.63 k J \cdot m o l^{- 1}$

写出 $N a_{2} C O_{3} \cdot H_{2} O$ 脱水反应的热化学方程式。

利用如图所示的装置和其他必要的仪器用品，完成下列实验。

(1)证明氨气具有还原性。已知2NH₃+3CuON₂+3Cu+3H₂O。
①碱石灰的作用是，稀硫酸的作用是。
②浓氨水与固体NaOH接触，为什么会逸出大量氨气?
。
③证明NH₃具有还原性的实验现象是。
(2)用吸收了足量尾气的溶液制取少量硫酸亚铁铵晶体。
已知：硫酸亚铁铵是淡蓝绿色晶体，在空气中性质比较稳定。硫酸亚铁铵在水中的溶解度小于硫酸铵、硫酸亚铁。制备硫酸亚铁铵的化学方程式为：(NH₄)₂SO₄+FeSO₄+6H₂O==(NH₄)₂ Fe(SO₄)₂·6H₂O。若溶液的pH>8.1，Fe外将转化为沉淀。
①吸收了mol气体后，烧杯中的溶液能使酚酞变红。试依据“化学实验设计基本要求”设计制备硫酸亚铁铵溶液的方案，清简述实验方法。
。
②为了从溶液中分离出硫酸亚铁铵晶体，还需要进行的实验操作是。

：如图所示，在一定温度下，把2体积N₂和6体积H₂通入一个带有活塞的容积可变的容器中，活塞的一端与大气相通，容器中发生以下反应：（正反应放热），若反应达到平衡后，测得混合气体的体积为7体积。据此回答下列问题：

（1）保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表初始加入的N₂、H₂和NH₃的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同，那么：
①若a=1，c=2，则b=_________。在此情况下，反应起始时将向_________（填“正”或“逆”）反应方向进行。
②若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的取值范围是_________。
（2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是_________，原因是_________。

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