工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)__________。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 |
B.混合气体的密度不变 |
C.混合气体的相对平均分子质量不变 |
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 |
E. 容器中气体的压强不再改变
(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①由表中数据判断该反应的△H__________0(填“>”、“="”" 或“<”);
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO) =" 0.2" mol/L,则CO的转化率为__________,此时的温度为__________。
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________。
a. 升温 b. 加入催化剂
c. 增加CO的浓度 d. 恒容下加入H2使容器内压强变大
e. 分离出甲醇 f. 恒容下加入惰性气体使容器内压强变大
(4)在250℃时,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量浓度见下表:
CO |
H2 |
CH3OH |
0.5 mol·L-1 |
2mol·L-1 |
6mol·L-1 |
此时反应的正、逆反应速率的关系是:v(正) v(逆)(填“>”、“="”" 或“<”)。
(5)如图1所示,甲为恒容密闭容器,乙为恒压密闭容器。在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的H2和CO,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生上述反应,并维持反应过程中温度不变。在图2中标出甲、乙两容器中CO的转化率随时间变化的对应图像(在图2相应曲线右侧的框格中分别标注“甲”、“乙”)。
(8分)甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1) 工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO (g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 |
250 ℃ |
300 ℃ |
350 ℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
由表中数据判断,ΔH1______0(填“>”、“=”或“<”)。
③某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2 mol·L-1,则CO的转化率为________,此时的温度为________(从上表中选择)。
(2)下列各项能作为判断反应Ⅰ在2 L的密闭容器中达到化学平衡状态的依据的是_______(填序号字母)。
A.容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1∶2∶1
B.2v(H2)(正)= v(CO)(逆)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1 275.6 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1
③H2O(g)===H2O(l) ΔH3=-44.0 kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
乙酸乙酯可以做白酒勾兑用香料、人造香精。实验室制乙酸乙酯的主要装置如图7所示,主要步骤:①在a试管中按3∶2∶2的体积比配制浓硫酸、乙醇、乙酸的混合物;②按图7连接装置,使产生的蒸气经导管通到b试管所盛的饱和碳酸钠溶液中;③小火加热a试管中的混合液;④等b试管中收集到约2 mL产物时停止加热。撤下b试管并用力振荡,然后静置待其中液体分层;⑤分离出乙酸乙酯。(加热装置略)
图7图8图9
请回答下列问题:
(1)步骤①中,配制混合溶液的正确操作是。
(2)步骤②中b试管中饱和Na2CO3溶液的主要作用。(填字母)
a. 降低乙酸乙酯的溶解度
b. 除去实验中挥发出来的硫酸
c. 除去乙酸乙酯中混有的乙酸和乙醇
(3)图7装置中使用球形干燥管除起到冷凝作用外,另一重要作用是,步骤⑤中分离乙酸乙酯必须使用的一种玻璃仪器是。
(4)为充分利用反应物,提高乙酸乙酯产量,甲、乙两位同学分别设计了图8和图9两种装置(乙同学待反应完毕冷却后,再用饱和碳酸钠溶液提取烧瓶中的产物)。你认为效果较好的是。
(5)若实验中用CH3CH218OH的乙醇与乙酸(CH3COOH)作用,此反应的化学方程式为。
由原子序数依次增大的五种短周期元素A、B、C、D、E,已知A、E同主族,A元素的原子半径最小,B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,C元素最高价氧化物的水化物与其氢化物反应生成一种盐;A、B、C、E四种元素分别都能与D元素形成原子个数比不相同的多种常见化合物,回答下列问题:
(1)B在周期表中的位置是,C元素的单质的电子式。
(2)写出同时含A、B、C、D四种元素的一种盐的化学式。
(3)E与D形成的一种化合物与BD2发生氧化还原反应,该反应的化学方程式为。
(4)用A和D两元素组成的单质可以制成一种燃料电池,电池中装有浓KOH溶液。用多孔的惰性电极浸入浓KOH溶液中,两极均有特制的防止气体透过的隔膜,在一极通入A的单质,另一极通入D的单质。则该电池正极的电极反应式为。
(5)化合物C2A4和C2D4的液体曾被用作火箭推进剂,燃烧反应的生成物是一种气态单质和一种化合物,它们对环境无污染。已知1mol C2A4和C2D4完全反应生成两种气体时放出热量516.8KJ,则该反应的热化学方程式为。
0.2 mol有机物和0.4 mol O2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。产物经过浓硫酸后,浓硫酸的质量增加10.8 g;再通过灼热CuO充分反应后,固体质量减轻3.2 g;最后气体再通过碱石灰被完全吸收,碱石灰质量增加17.6 g。
(1)判断该有机物的化学式。
(2)若0.1 mol该有机物恰好与4.6 g金属钠完全反应,试确定该有机物的结构简式。(已知:一个碳上接两个羟基是不稳定的)
某种橡胶分解产物为碳氢化合物。对这种碳氢化合物做以下实验:
①若取一定量的橡胶完全燃烧,使燃烧后的气体通过干燥管,干燥管增重0.72克,再通过石灰水,使石灰水增重2.2克。
②经测定,该碳氢气体化合物的密度是相同状况下氢气密度的34倍。
③该碳氢化合物0.1 mol能和32克溴起加成反应。
④经分析,在③的生成物中,溴原子分布在不同的碳原子上,且溴代物中有一个碳原子在支链上。
(1)该碳氢化合物的结构简式是,名称是。
(2)该橡胶的结构简式是,名称是。