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题文

甲醇是重要的化工原料，在工业生产上的应用十分广泛。
（1）利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后可将H2与CO2转化为甲醇。
已知：光催化制氢：2H2O(l)==2H2(g)＋O2(g)  ΔH＝＋571.5 kJ/mol
H2与CO2耦合反应：3H2(g)＋CO2(g)==CH3OH(l)＋H2O(l)  ΔH＝－137.8 kJ/mol
则反应：2H2O(l)＋CO2(g) ="=" CH3OH(l)＋3/2O2(g)的ΔH＝           kJ/mol
你认为该方法需要解决的技术问题有           。
a. 开发高效光催化剂
b. 将光催化制取的H2从反应体系中有效分离，并与CO2耦合催化转化
c. 二氧化碳及水资源的来源供应
（2）工业上由甲醇制取甲醛的两种方法如下（有关数据均为在298 K时测定）：
反应I：CH3OH(g)＝HCHO(g)＋H2(g)  ΔH1＝＋92.09kJ/mol，K1＝3.92×10－11。
反应II：CH3OH(g)＋1/2O2(g)＝HCHO(g)＋H2O(g)  ΔH2＝－149.73 kJ/mol，K2＝4.35×1029。
①从原子利用率看，反应（填“I”或“II”。下同）制甲醛的原子利用率更高          。从反应的焓变和平衡常数K值看，反应        制甲醛更有利。(原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。)

②右图是甲醇制甲醛有关反应的lgK（平衡常数的对数值）随温度T的变化。图中曲线（1）表示        （填“I”或“II”）的反应 。
（3）污水中的含氮化合物，通常先用生物膜脱氮工艺进行处理，在硝化细菌的作用下将NH4＋氧化为
NO3－（2NH4++3O2＝2HNO2+2H2O +2H+；2HNO2 +O2＝2HNO3）。然后加入甲醇，甲醇和NO3－反应转化为两种无毒气体。
①上述方法中，1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为               g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式：                           
（4）某溶液中发生反应：A2B+C，A的反应速率v(A)与时间t的图象如图所示。若溶液的体积为2L，且起始时只加入A物质，下列说法错误的是          

A.图中阴影部分的面积表示0～2min内A的物质的量浓度的减小值
B.反应开始的前2min，A的平均反应速率小于0.375mol・L-1・min-1
C.至2min时，A的物质的量减小值介于0.5mol至1mol之间
D.至2min时，B的物质的量浓度c（B）介于1~1.5mol・L-1之间

科目 化学   题型 简答题   难度 困难
知识点： 探究温度、压强对化学平衡的影响
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相关试题

碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：
（1）大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加 M n O 2 和 H 2 S O 4 ，即可得到 I 2 ，该反应的还原产物为。
（2）上述浓缩液中含有 I - 、 C l - 等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加 A g N O 3 溶液，当 A g C l 开始沉淀时，溶液中 c ( I - ) c ( C l - ) 为：，已知 K s p ( A g C l ) =1.8×10-10， K s p ( A g I ) =8.5×10-17。
（3）已知反应 2 H I ( g ) = H 2 ( g ) + I 2 ( g ) 的 △ H = + 11 K J / m o l ，1 m o l H 2 ( g ) 、1 m o l I 2 ( g ) 分子中化学键断裂时分别需要吸收436 K J 、151 K J 的能量，则1 m o l H I ( g ) 分子中化学键断裂时需吸收的能量为 K J 。
（4） B o d e n s t e i n s 研究了下列反应： 2 H I ( g ) H 2 ( g ) + I 2 ( g )

在716 K 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x ( H I ) 与反应时间 t 的关系如下表：

t / m i n 0
 20
 40
 60
 80
 120
x ( H I ) 1
 0.91
 0.85
 0.815
 0.795
 0.784
x ( H I ) 0
 0.60
 0.73
 0.773
 0.780
 0.784

①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：。
②上述反应中，正反应速率为 V 正= K 正· x 2 ( H I ) ，逆反应速率为 V 逆= K 逆· x ( H 2 ) · x ( I 2 ) ，其中 K 正、 K 逆为速率常数，则 K 逆为(以 K 和 K 正表示)。若 K 正 = 0.0027 m i n - 1 ，在 t =40 m i n 时， V 正= m i n - 1

③由上述实验数据计算得到 V 正~ x ( H I ) 和 V 逆~ x ( H 2 ) 的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为（填字母）

苯酚和丙酮都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：

相关化合物的物理常数

物质
 相对分子质量
 密度（ g/cm - 3 ）
 沸点/℃
异丙苯
 120
 0.8640
 153
丙酮
 58
 0.7898
 56.5
苯酚
 94
 1.0722
 182

回答下列问题：
（1）在反应器 A 中通入的 X 是。
（2）反应①和②分别在装置和中进行（填装置符号）。
（3）在分解釜 C 中加入的 Y 为少置浓硫酸，其作用是，优点是用量少，缺点是。
（4）反应②为（填"放热"或"吸热"）反应。反应温度控制在50-60℃，温度过高的安全隐患是。
（5）中和釜D中加入的Z最适宜的是（填编号。已知苯酚是一种弱酸）。
a. NaOH b. CaC O 3 c. NaHCO d. CaO

（6）蒸馏塔 F 中的馏出物 T 和 P 分别为和，判断的依据是。
（7）用该方法合成苯酚和丙酮的优点是。

酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉， Mn O 2 ， ZnC l 2 和 N H 4 Cl 等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生 MnOOH ，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：
溶解度/（ g /100 g 水）

化合物
 Zn(OH ) 2 Fe(OH ) 2 Fe(OH ) 3
Ksp 近似值
 10-17
 10-17
 10-39

回答下列问题：
（1）该电池的正极反应式为，电池反应的离子方程式为
（2）维持电流强度为0.5 A ，电池工作五分钟，理论上消耗 Zn 。（已经 F ＝96500 C/mol ）
（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有 ZnC l 2 和 N H 4 Cl ，二者可通过分离回收；滤渣的主要成分是 Mn O 2 、和，欲从中得到较纯的 Mn O 2 ，最简便的方法是，其原理是。
（4）用废电池的锌皮制备 ZnS O 4 ·7 H 2 O 的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和 H 2 O 2 溶解，铁变为，加碱调节至 pH 为时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10-5 mol/L 时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至 pH 为时，锌开始沉淀（假定 Zn 2 + 浓度为0.1 mol/L ）。若上述过程不加 H 2 O 2 后果是，原因是。

FeC l 3 具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比 FeC l 3 高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：
（1） FeC l 3 净水的原理是。 FeC l 3 溶液腐蚀钢铁设备，除 H+ 作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）。
（2）为节约成本，工业上用 NaCl O 3 氧化酸性 FeC l 2 废液得到 FeC l 3 。
①若酸性 FeC l 2 废液中 c(Fe 2 + ) =2.0×10-2 mol · L - 1 , c(Fe 3 + ) =1.0×10-3 mol · L - 1 , c(Cl-) =5.3×10-2 mol · L - 1 ,则该溶液的 PH 约为。
②完成 NaCl O 3 氧化 FeC l 2 的离子方程式： Cl O 2 - + Fe 2 + += Cl- + Fe 3 + +

（3） FeC l 3 在溶液中分三步水解：
Fe 3 + + H 2 O Fe(OH) 2 + + H+ K 1

Fe(OH) 2 + + H 2 O Fe(OH ) 2 + + H+ K 2

Fe(OH)+ + H 2 O Fe(OH ) 3 + H+ K 3

以上水解反应的平衡常数 K 1 、 K 2 、 K 3 由大到小的顺序是。
通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为： xFe 3 + + y H 2 O F e x (OH ) y ( 3 x - y ) + +yH+
欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号）。
a ．降温 b ．加水稀释
c ．加入NH4Cl d ．加入 NaHC O 3

室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是。
（4）天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以 Fe(mg · L - 1 ) 表示]的最佳范围约为 mg · L - 1 。

为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以 F e 2 O 3 存在）转变成重要的化工原料 FeS O 4 （反应条件略）。
f.png

活化硫铁矿还原 Fe 3 + 的主要反应为： Fe S 2 +7F e 2 (S O 4 ) 3 +8 H 2 O=15FeS O 4 +8 H 2 S O 4 ，不考虑其他反应。请回答下列问题：
（1）第Ⅰ步 H 2 S O 4 与 F e 2 O 3 反应的离子方程式是。
（2）检验第Ⅱ步中 Fe 3 + 是否完全还原，应选择（填字母编号）。
A． KMn O 4 溶液B． K 3 [Fe(CN ) 6 ] 溶液 C． KSCN 溶液
（3）第Ⅲ步加 FeC O 3 调溶液 pH 到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液 pH 降到5.2，此时 Fe 2 + 不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液 pH 降低的原因是。
（4） FeS O 4 可转化为 FeC O 3 ， FeC O 3 在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃，101 kpa 时： 4Fe(s)+3 O 2 (g)=2F e 2 O 3 (s) △H=-1648KJ/mol

C(s)+ O 2 (g)=C O 2 (g) △H=-393KJ/mol

2Fe(s)+2C(s)+3 O 2 =2FeC O 3 (s) △H=-1480KJ/mol

FeC O 3 在空气中加热反应生成 F e 2 O 3 的热化学方程式是。
（5） FeS O 4 在一定条件下可制得 Fe S 2 (二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为 4Li+Fe S 2 =Fe+2L i 2 S ，正极反应式是。
（6）假如烧渣中的铁全部视为 F e 2 O 3 ，其含量为50%。将 akg 质量分数为 b %的硫酸加入到 ckg 烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调 pH 后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第Ⅲ步应加入 F e 2 O 3 kg 。

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