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题文

甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景,二氧化碳加氢合成甲醇是合理利用二氧化碳的有效途径。由二氧化碳制备甲醇过程中可能涉及反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)   CH3OH(g)+H2O(g)     △H1=-49.58KJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g)         △H2
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)   CH3OH(g)           △H3=-90.77KJ/mol
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的△H2=     ,反应Ⅰ自发进行条件是    (填“较低温”、“较高温”或“任意温度”)。
(2)在一定条件下3L恒容密闭容器中,充入一定量的氢气和二氧化碳仅反应反应Ⅰ,实验测得反应物在不同起始投入量下,
体系中二氧化碳的平衡转化率与温度的关系曲线,如图1所示。
① 氢气和二氧化碳的起始的投入量以A和B两种方式投入
A:n(H2)=3mol   n(CO2)=1.5mol
B:n(H2)=3mol   n(CO2)=2mol,曲线Ⅰ代表哪种投入方式        (用A、B表示)
②在温度为500K的条件下,按照A方式充入3摩尔氢气和1.5摩尔二氧化碳,该反应10分钟时达到平衡:A.此温度下的平衡常数为        ;500K时,若在此容器中开始充入0.3摩尔氢气和0.9摩尔二氧化碳、0.6摩尔甲醇、x摩尔水蒸气,若使反应在开始时正向进行,则x应满足的条件是     
b.在此条件下,系统中甲醇的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示,当反应时间达到3分钟时,迅速将体系温度升至600K,请在图2中画出3~10分钟内容器中甲醇的浓度变化趋势曲线。

(3)固体氧化物燃料电池是一种新型的燃料电池,它是以固体氧化锆氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过,该电池的工作原理如图3所示,其中多孔电极均不参与电极反应。图3是甲醇燃料电池的模型。

①写出该燃料电池的负极反应式     
②如果用该电池作为电解装置,当有16g甲醇发生反应时,则理论上提供的电量最多为     摩尔。

科目 化学   题型 填空题   难度 中等
知识点: 乙醇的催化氧化实验
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[化学——选修3物质结构与性质]现有aA、bB、cC、dD、eE、gG六种短周期非金属元素,a+b=c,a+c=d,a+d=e,d+e=g,C、E、G的单质均有在中学常见的两种或多种同素异形体,请回答下列问题:
Ⅰ.(1)C、D、E元素的第一电离能由大到小的关系为__________。(用元素符号表示)
(2)请比较C2A4、D2A4、G2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序为______________。(用化学式表示)
(3)有某种分子式为C4D4E8的物质(该物质中同种原子的化学环境完全相同,不含碳碳双键)是一种威力极强的炸药,则可推知其结构简式为____________。
Ⅱ.BG是一种耐磨材料,其结构与金刚石相似,下图为其晶体结构单元,它可由B的三溴化物和G的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。

(1)指出B的三溴化物中B的杂化方式为________G的三溴化物分子的结构为_______型。
(2)写出合成BG的化学反应方程式为____________________。
(3)已知晶体中B与G原子的最近距离为a pm,则该晶体的密度的表达式为____g/cm3。(不需化简)

工业上以锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2,含少量Ca,Mg元素)为原料生产碳酸锂。其部分工业流程如下:

已知:①Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4(浓)Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O
②某些物质的溶解度(S)如下表所示。

T/℃
20
40
60
80
S(Li2CO3)/g
1.33
1.17
1.01
0.85
S(Li2SO4)/g
34.2
32.8
31.9
30.7

(1)从滤渣1中分离出Al2O3部分的流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得的物质。则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是______________________________。

(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述)_____________________________。
(3)最后一个步骤中,用“热水洗涤”的目的是______________________________。
(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下:
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液做阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热,过滤、烘干得高纯Li2CO3
①a中,阳极的电极反应式是_________________________。
②电解后,LiOH溶液浓度增大的原因_____,b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是_______。
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为:FePO4+LiLiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+试写出该电池放电时的正极反应:__________________。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为__________________。

甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:

化学反应
平衡常数
温度(℃)
500
800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
K1
2.5
0.15
②H2(g)+CO2(g)H2O (g)+CO(g)
K2
1.0
2.50
③3H2(g)+ CO2(g)CH3OH(g)+H2O (g)
K3


(1)反应②是(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)K(B)(填“>”、“<”或“=”)。

(3)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=(用K1、K2表示)。在500℃、2L的密闭容器中,进行反应③,测得某时刻H2、CO2、CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol,此时v(正)v(逆)(填“>”“=”或“<”)
(4)一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,
已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。

当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是

A、B、C、D、E是原子序数由小到大排列的五种短周期元素,其中A、B、C、D的原子序数之和为32,A是元素周期表中原子半径最小的元素,B、C左右相邻,C、D位于同主族.
(1)E元素原子的结构示意图为:,写出一个能证明D、E两元素非金属性强弱的事实或反应方程式:
(2)A与C组成的化合物的电子式为,其中含有的化学键为(填“极性键”“非极性键”“离子键”).(若有多种可能,只需答出其中一种物质)
(3)A、B、C、D四种元素中的三种能组成一种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,其中起氧化性作用的酸占消耗酸总物质的量的百分比是
(4)由A、B、C、D四种元素组成的一种离子化合物X.
①已知1mol X能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体.写出加热条件下X与NaOH浓溶液反应的离子方程式:
②又知X既能与盐酸反应,又能与氯水反应,写出X的化学式:

(9分)
(1)请用下列10种物质的序号填空:①O2 ②H2 ③NH4NO3 ④K2O2 ⑤Ba(OH)2 ⑥CH4 ⑦CO2 ⑧NaF ⑨NH3 ⑩I2
既有离子键又有非极性键的是________;既有离子键又有极性键的是________。
(2)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38个电子,若XY2为常见元素形成的离子化合物,其电子式为:______________;若XY2为共价化合物时,其结构式为:__________________。
(3)氯化铝的物理性质非常特殊,如:氯化铝的熔点为190℃(2.02×103 Pa),但在180℃就开始升华,据此判断,氯化铝是________(填“共价化合物”或“离子化合物”),可以证明你的判断正确的实验依据是______________________________________________。
(4)现有a~g 7种短周期元素,它们在周期表中的位置如下,请据此回答下列问题:

①元素的原子间反应最容易形成离子键的是________(填序号,下同),容易形成共价键的是______;

A.c和f B.b和g C.d和g D.b和e

②写出a~g 7种元素形成的所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式______。

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