(15分)甲醇(CH3OH)是用来制备汽油添加剂和许多普通塑料的原料,低温液相合成甲醇的方法如下。
反应原理:2H2+ CO→CH3OH;反应条件:以三乙二醇二甲醚作为溶剂,以Raney-Ni和CH3ONa为催化剂。
(1)氢碳比[γ =]:当γ=2时,甲醇的选择性[λ =
]达99.8%以上;当γ>2时,可能产生副产物CH4,写出相应反应的化学方程式 。
(2)干燥除水:为防止CH3ONa的水解,必须干燥除水,下表是不同干燥方法时对CO转化率的影响。
序号 |
干燥方法 |
CO转化率/% |
① |
不处理 |
40.2 |
② |
无水乙醇洗 |
56.3 |
③ |
以四氢呋喃洗 |
62.4 |
④ |
无水乙醇洗并真空干燥 |
70.1 |
⑤ |
|
77.2 |
从实验设计完整性思考,请补充实验⑤中的干燥方法。
(3)反应温度:下图是= 2时甲醇合成过程中压力和温度随时间变化的图像。
在反应CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g) △H中,△H 0(填“>”或“<”);0~t2时间段内,随反应的进行体系的压力先增大后减小,原因是 ;能判断该反应基本结束的时刻为 ;若t3时刻,测得平衡后CO的转化率为75%,若起始反应时的CO的物质的量为a mol,假设反应容器的体积为1L,则t3时的平衡常数的值为 。
(4)催化剂:在保持其它条件不变,只改变催化剂的用量,分别在1L恒容密闭容器中反应,测定10min时的CO转化率。下图是Raney-Ni为0.05g时,CO转化率与时间关系图,请画出Raney-Ni为1g时,CO转化率与时间变化图。
将除去氧化膜的镁条投入到盛有稀盐酸的试管中,产生H2的速率变化情况如下图所示。
图中t1~t2速率变化的主要原因是___________,t2~t3速率变化的主要原因是_。
某温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质随时间变化的曲线如图所示。
由图中数据分析:该反应的化学方程式为:。反应开始至2 min ,Z的平均反应速率为。
硫代硫酸钠(Na2S2O3)可看成是一个S原子取代了NazS04中的一个O原子而
形成。某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想,通过实验探究Na2S2O3的化学
性质。
【提出问题】Na2S2O3是否与Na2S2O4相似而具备下列性质呢?
猜想①:溶液呈中性,且不与酸反应;
猜想②:无还原性,不能被氧化剂氧化。
【实验探究】基于上述猜想①②,设计实验方案。
实验操作过程 |
实验现象或 预期实验现象 |
现象解释 (用离子方程式表示) |
|
▲ |
溶液pH=8 |
||
猜想① |
向Ph=2的硫酸中滴加 Na2S2O3溶液 |
▲ |
![]() |
猜想② |
向新制氯水(pH<2)中滴 加少量Na2S2O3溶液 |
氯水颜色变浅 |
▲ |
【实验结论】Na2S2O3能与酸反应,具有还原性,与Na2S2O4的化学性质不相似。
【问题讨论】
(1)甲同学取探究“猜想②”反应后的溶液少量,滴加硝酸银溶液,观察到有白色沉淀并
据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。你认为该方案是否合理并说明理由▲ 。
(2)若方案不合理,请你设计一个实验方案,证明Na2S2O3。被氯水氧化▲ 。
(Ⅰ)常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示:
实验编号 |
HA的物质的量 浓度(mol·L-1) |
NaOH的物质的量 浓度(mol·L-1) |
混合后 溶液的pH |
甲 |
0.1 |
0.1 |
pH=a |
乙 |
0.12 |
0.1 |
pH=7 |
丙 |
0.2 |
0.1 |
pH>7 |
丁 |
0.1 |
0.1 |
pH=10 |
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸? ▲ 。
(2)乙组混合溶液中离子浓度c(A—)和c(Na+)的大小关系是▲ 。
A.前者大 B. 后者大 C. 二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是▲ 。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式):
c(Na+)—c(A-)= ▲ mol·L-1
(Ⅱ)某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是:
回答下列问题:
(5)在0.1mol/L的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是▲ 。
A.c( B2—)+c(HB—)=0.1mol/L B.c( B2—)+ c(HB—)+c(H2B)=0.1mol/L
C c(OH—)=c(H+)+ c(HB—)D.c(Na+)+c(OH)=c(H+)+ c(HB—)
已知H2B在水溶液中存在以下电离:一级电离:H2B H++HB-,二级电离:HB- H++B2-
请回答以下问题:
(1)NaHB溶液 (填“呈酸性”、“呈碱性”或“无法确定”),原因是
。
(2)若0.1mol·L-1的H2B溶液在某温度下的pH=3,c(B2-)=1×10-6mol·L-1,则H2B的一级电离的电离度为 。
(3)某温度下,在0.1mol·L-1的NaHB溶液中,以下关系一定不正确的是()
A.c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.pH>1
C.c(OH-)=2c(H2B)+c(HB-)+c(H+)
D.c(Na+)=0.1mol·L-1≥c(B2-)
|
(4)某温度下,FeB(s) Fe2+(aq)+B2-(aq)