【題目】二甲醚又稱甲醚,簡稱DME,熔點(diǎn)-141.5 ℃,沸點(diǎn)-24.9 ℃,與石油液化氣(LPG)相似,被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔燃料”。制備原理如下:
Ⅰ.由天然氣催化制備二甲醚:
①2CH4(g)+O2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H1
Ⅱ.由合成氣制備二甲醚:
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H2=-90.7 kJ·mol-1
③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H3
回答下列問題:
(1)若甲烷和二甲醚的燃燒熱分別是890.3 kJ·mol-1、1453.0 kJ·mol-1;1mol液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水要吸收44.0 kJ的熱量。反應(yīng)③中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵 | H-H | C-O | H-O(水) | H-O(醇) | C-H |
E/(kJ.mol-1) | 436 | 343 | 465 | 453 | 413 |
則H1=__________kJ·mol-1、H3=__________kJ·mol-1
(2)反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為_____________。
制備原理Ⅰ中,在恒溫、恒容的密閉容器中合成,將氣體按n(CH4):n(O2)=2:1混合,能正確反映反應(yīng)①中CH4的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線是_______________。
下列能表明反應(yīng)①達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________。
a.混合氣體的密度不變
b.反應(yīng)容器中二甲醚的百分含量不變
c.反應(yīng)物的反應(yīng)速率與生成物的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
d.混合氣體的壓強(qiáng)不變
(3)有人模擬制備原理Ⅱ,在500K時(shí)的2L的密閉容器中充入2molCO和6molH2,8min達(dá)到平衡,平衡使CO的轉(zhuǎn)化率為80%,c(CH3OCH3)=0.3mol·L-1,用H2表示反應(yīng)②的速率是___________;可逆反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3=_____________。若在500K時(shí),測得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3),此時(shí)反應(yīng)③v(正)_________v(逆),說明原因___________。
【答案】 -283.6 -24 K=c(H2O)×c(CH3OCH3)/[c2(CH4)×c(O2)] b bd 0.2 mol·L-1·min-1 2.25 > 因?yàn)轶w系中n(CH3OH)=n(CH3OCH3),有c(CH3OH)=c(CH3OCH3)= c(H2O),Qc==1<2.25,故反應(yīng)正向程度大,v(正)>v(逆)
【解析】(1)本題考查熱化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算,④甲烷的燃燒熱:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ·mol-1,⑤二甲醚的燃燒熱:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1453.kJ·mol-1,⑥H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1,④×2-⑤+⑥得出:2CH4(g)+O2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=(-890.3×2+1453+44)kJ·mol-1=-283.6kJ·mol-1;△H3=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和=2×(3×413+343+453)-(6×413+2×343+2×465)kJ·mol-1=-24kJ·mol-1;(2)考查化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá),化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義,K=c(H2O)×c(CH3OCH3)/[c2(CH4)×c(O2)],反應(yīng)①是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),甲烷的體積分?jǐn)?shù)增大,即曲線b正確;a、組分都是氣體,氣體的質(zhì)量不變,條件是恒溫恒容,容器的體積不變,因此密度不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故錯(cuò)誤;b、根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的定義,當(dāng)二甲醚的體積分?jǐn)?shù)不變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故正確;c、沒有反應(yīng)速率進(jìn)行的方向,因此不能確定反應(yīng)達(dá)到平衡,故錯(cuò)誤;d、條件是恒容狀態(tài),反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等,因此當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí),說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故正確;(3)考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算和化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始(mol·L-1) 1 3 0
變化: 1×80% 1.6 0.8
平衡: 0.2 1.4 0.8
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
起始(mol·L-1) 0.8 0 0
變化: 2x x x
平衡: 0.8-2x x x 達(dá)到平衡時(shí)二甲醚的濃度為0.3mol·L-1,即x=0.3,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式,v(H2)=1.6/8mol/(L·min)=0.2 mol/(L·min),K=c(H2O)×c(CH3OCH3)/c2(CH3OH)=0.3×0.3/0.22=2.25,因?yàn)轶w系中n(CH3OH)=n(CH3OCH3),有c(CH3OH)=c(CH3OCH3)= c(H2O),Qc==1<2.25,故反應(yīng)正向程度大,v(正)>v(逆)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25℃時(shí),向20mL 0.1mol/LH2R(二元弱酸)溶液中滴加0.1mol/LNaOH溶液,溶液pH與加入NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是
A. a點(diǎn)所示溶液中:c (H2R) + c (HR-)+ c (R2-)=0.lmol/L
B. b點(diǎn)所示溶液中:c (Na+) >c(HR-)> c (H2R)>c(R2-)
C. 對應(yīng)溶液的導(dǎo)電性:b > c
D. a、b、c、d中,d點(diǎn)所示溶液中水的電離程度最大
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】X、Y、Z、W四種短周期元素在周期表中的位置關(guān)系如圖:
I.若Y元素原子的最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的3倍
(1) W的原子結(jié)構(gòu)示意圖為___________________ 。
(2)Z在周期表中的位置 ____________________。
(3)一定條件下,X的最低價(jià)氫化物與X的某種氧化物按2:3物質(zhì)的量比混合恰好反應(yīng)生成X 單質(zhì)和水,該氧化物的化學(xué)式為_____________。
(4)寫出銅片置于Z的最高價(jià)氧化物水化物稀溶液,沒有明顯變化。加熱,依然如故。再通入空氣,溶液就逐漸變藍(lán),使溶液變藍(lán)的反應(yīng)的離子方程式:_______。
Ⅱ.若Y和Z的核外電子數(shù)之和為20。
(5)相對分子質(zhì)量為16的Y的氫化物電子式為_______________________。
(6)寫出單質(zhì)Y和濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________。
(7)寫出工業(yè)制備Z的過程中發(fā)生的第一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列化學(xué)反應(yīng)基本類型中,一定不是氧化還原反應(yīng)的是( )
A.化合反應(yīng)
B.復(fù)分解反應(yīng)
C.分解反應(yīng)
D.置換反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)氧化還原反應(yīng)的敘述正確的是( )
A.氧化劑被還原,還原劑被氧化
B.有單質(zhì)參加或生成的反應(yīng)一定屬于氧化還原反應(yīng)
C.失電子難的物質(zhì),獲得電子的能力一定強(qiáng)
D.一種元素被氧化,肯定有另一種元素被還原
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在某無色透明的強(qiáng)堿性溶液中,能大量共存的離子組是
A. Na+、K+、SO42-、HCO3- B. Cu2+、K+、SO42-、NO3-
C. Na2+、K+、Cl-、SO42- D. NH4+、K+、NO3-、Cl-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】等質(zhì)量的①CH4、②H2、③HC1、④SO2四種氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積由大到小的順序是
A.②>①>③>④ B.④>③>①>② C.③>②>④>① D.①>④>②>③
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列實(shí)驗(yàn)操作或事實(shí)與預(yù)期實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕蛩媒Y(jié)論一致的是
選項(xiàng) | 實(shí)驗(yàn)操作或事實(shí) | 實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕蚪Y(jié)論 |
A | 淡黃色試液紅褐色沉淀 | 說明原溶液中一定含有FeCl3 |
B | Br2 FeBr3 KBr | 制備少量KBr溶液 |
C | 無色試液焰色呈黃色 | 說明原溶液中一定不含鉀元素 |
D | H3PO3+2NaOH(足量)=Na2HPO3+2H2O | H3PO3屬于三元酸 |
A. A B. B C. C D. D
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