(8分)二甲醚是一种重要的清洁燃料,有多种合成方法。
方法一:通过CH~OH分子间脱水制得:2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H=-23.5 kJ/mol ①
(1)该反应在恒容密闭的容器中进行,能说明反应达到平衡的是_____。(填字母编号)
A.容器中压强不再变化
B.n(CH3OH):nCH3OCH3):n(H2O)="2:1:1"
C.c(CH3OH)=c(CH3OCH3)=c(H2O)
D.混合气体中各组分浓度不再变化
E.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(2)在T℃时该反应的平衡常数K=5,若在此温度下某时刻测定出该反应中各物质的浓度为c(CH3OH)="0.3" mol/L、c(CH3OCH3)="0.6" mol/L、c(H2O)=0.6mol/L,则此时正、逆反应速率的大小是V(正)____V(逆)。(填“>”、“<”或“=”
(3)3H2(g)+3CO(g)= CH3OCH3+3CO2(g) ∆H=-a kJ/mol ②
该反应在一定条件下的密闭容器中可达到平衡状态(曲线1),若在t0时刻改变一个条件,曲线I变为曲线Ⅱ,改变的条件是_________。(填字母编号)
A.升高温度
B.加入催化剂
C.缩小容器体积
D.增加H2的浓度
E.分离出二甲醚
(4)该反应可以分步进行:
4H2(g)+2CO(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3 ③
CO(g)+H2O(l)=CO2(g)+H2(g) △H4=-bKJ/mol ④
H2O(l)=H2O(g) △H5=+44KJ/mol ⑤
则反应③的焓变△H3=________KJ/mol(用含a、b的代数式表示)
(本题共16分)已知:氧化性:KMnO4>HNO3;Bi 元素+3价较稳定,NaBiO3溶液为无色。取一定量的Mn(NO3)2的酸性溶液依次进行下列实验,现象记录如下。
①滴加适量的NaBiO3溶液,溶液变为紫红色。
②继续滴加适量H2O2,紫红色褪去,并有气泡产生。
③再加入适量的PbO2固体,固体溶解,溶液又变为紫红色。
④最后通入足量的SO2气体,请回答下列问题:
(1)Bi和P元素在同一主族,试写出Bi在周期表中的位置 ;
(2)KMnO4、H2O2、PbO2氧化性由强到弱的顺序为;
(3)实验④中的现象为:;
(4)实验②反应的离子方程式是:;
(5)实验③反应的离子方程式是:_。
在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅拌棒,可以上下搅动液体,装置如图。接通电源,阳极周围的液体呈现棕色,且颜色由浅变深,阴极上有气泡生成。停止通电,取出电极,用搅拌棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层,下层液体呈紫红色,上层液体几乎无色。根据上述实验回答:
(1)阳极上的电极反应式为___________________。
(2)阴极上的电极反应式为____________________。
(3)原上层液体是____________。
(4)原下层液体是____________。
(5)搅拌引起溶质转移,此过程称为_______________。
描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,表1是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb),表2是常温下几种难(微)溶物的溶度积常数(Ksp)。
酸或碱 |
电离平衡常数(Ka或Kb) |
CH3COOH |
1.8×10-5 |
HNO2 |
4.6×10-4 |
HCN |
5×10-10 |
HClO |
3×10-8 |
NH3·H2O |
1.8×10-5 |
难(微)溶物 |
溶度积常数(Ksp) |
BaSO4 |
1×10-10 |
BaCO3 |
2.6×10-9 |
CaSO4 |
7×10-5 |
CaCO3 |
5×10-9 |
表1表2
请回答下列问题:
(1)表1所给的四种酸中,酸性最弱的是________(用化学式表示)。下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离常数不变的操作是________(填字母序号)。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加少量的CH3COONa固体 D.加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4的水溶液呈________(选填“酸性”、“中性”或“碱性”),该溶液中存在的各离子浓度大小关系是__________________________________________。
(3)物质的量之比为1∶1的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中离子浓度从大到小的排列为________________________。
(4)工业中常将BaSO4转化为BaCO3后,再将其制成各种可溶性的钡盐(如BaCl2)。具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO4粉末,并不断补充纯碱,最后BaSO4转化为BaCO3.现有足量BaSO4悬浊液,在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌,为使SO物质的量浓度不小于0.01 mol·L-1,则溶液中CO物质的量浓度应≥______________。
甲醇应用于精细化工,塑料等领域,是基础的有机化工原料和优质燃料。工业上利用H2、CO和CO2等气体体系在催化剂条件下合成甲醇(CH3OH)。主要反应:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-91 kJ·mol—1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49 kJ·mol—1
副反应:③2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-206 kJ·mol—1
(1)写出反应②平衡常数的表达式。
(2)工业上可利用CH3OH(g)制备CH3OCH3(g),写出热化学方程式。
(3)生产中H2和CO按物质的量比为10:1投料,假设在反应容器中投入1molCO和10molH2在某温度下反应(只考虑反应①),达到平衡后,测得甲醇的物质的量分数为5%,计算CO转化率,写出计算过程。
(4)工业中常用甲醇为燃料制成燃料电池,请写出在KOH(aq)介质中该电池负极的电极反应式。
按要求书写离子方程式:
(1)四氧化三铁溶于稀硝酸的化学方程式:___________________________________________
(2)偏铝酸钠溶液中通入过量CO2的离子方程式:_____________________________________
(3)制备漂白粉的化学方程式:_____________________________________________________
(4)氯仿与氯气在光照条件下反应的化学方程式:_____________________________________