(6分)甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备甲醇和二甲醚的工业流程如下:
根据要求回答下列问题:
(1)“反应室1”在一定条件下反应的化学方程式为 。
(2)水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH = -90.8kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH = -23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH = -41.3kJ·mol-1
完成热化学反应方程式:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g);ΔH = 。
(3)某科研机构研制的一种新型的质子交换膜二甲醚燃料电池(DDFC),该电池有较高的安全性。该电池总反应为CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O,其工作原理如图所示。
电极a的电极反应式为 。
(12分)弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。根据要求回答问题
(1)生活中明矾常作净水剂,其净水的原理是 (用离子方程式表示)。
(2)常温下,取0.2 mol·L-1 HCl溶液与0.2 mol·L-1 MOH溶液等体积混合,测得混合溶液后的pH=5。写出MOH的电离方程式: 。
(3)0.1mol/L的NaHA溶液中,已知有关粒子浓度由大到小的顺序为:
c(Na+)>c(HA—)>c(H2A)>c(A2-)
①该溶液中c(H+) c(OH-)(填“>”、“<”或“=”)。
②作出上述判断的依据是 (用文字解释)。
(4)含Cr2O的废水毒性较大,某工厂废水中含5.0×10-3 mol·L-1的Cr2O。为了使废水的排放达标,进行如下处理:
①绿矾化学式为FeSO4·7H2O。反应(I)的离子方程式为 。
②若处理后的废水中c(Cr3+)=3.0×10-6 mol·L-1,则废水中c(Fe3+)= _________ mol·L-1。(Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH) 3]=6.0×10-31)
(13分)T ℃时,在容积为0.5 L的密闭容器中发生某一反应,且测得不同时间容器中四种物质A、B、C、D的物质的量变化如图所示。已知:物质A、B、C均为气态、D为固态,正反应是吸热反应。根据要求回答下列问题:
(1)容器中反应的化学方程式为 。
(2)前2 min,v(A)=______________ mol·(min·L)-1。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是___________。
A.混合气体的压强不变
B.混合气体的密度不变
C.消耗0.1mol的B同时生成0.1mol的D
D.B的物质的量不变
(4)T ℃时,该反应的平衡常数K=_________________(保留小数点后两位)。
(5)反应达到平衡后,改变下列措施能使A的转化率增大的是________(填选项字母)。
A.只增加A的物质的量 B.移走一部分D
C.升高反应体系的温度 D.把容器的体积缩小一倍
(6)T ℃时,容积为1 L的密闭容器中,起始时充入0.2 mol A、0.4 mol B、0.3 mol C、0.5 mol D,此时v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
相同温度下,体积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH =-92.6 kJ·mol-1。
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示,下列叙述错误的是
容器 编号 | 起始时各物质的物质的量/mol | 达到平衡时 体系能量的变化 | ||
N2 | H2 | NH3 | ||
① | 1 | 3 | 0 | 放出热量:23.15 kJ |
② | 0.9 | 2.7 | 0.2 | 放出热量:Q kJ |
A.容器①、②中反应的平衡常数相等
B.平衡时,两个容器中NH3的体积分数均为1/7
C.容器②中达到平衡时放出的热量Q=23.15 kJ
D.若其他条件不变,把容器①的体积改为0.5 L,则平衡时放出的热量小于23.15 kJ
已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸化学式 | HF | HClO | H2CO3 |
电离平衡常数 | 6.8×10-4 | 4.7×10-8 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 |
下列推断正确的是
A.常温下,同物质的量浓度NaClO与NaHCO3溶液,前者的pH较小
B.若某溶液中c(F—)=c(ClO—),往该溶液中滴入HCl,F-比ClO-更易结合H+
C.往饱和Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,所得溶液中c(HCO3—)先增大后减小
D.同温下,等体积、等pH的HF和HClO分别与NaOH完全反应,消耗等量的NaOH
某一容器中发生如下反应:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g); ΔH = Q kJ·mol-1,在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的关系如图所示。下列判断正确的是
A.p2 > p1 且Q <0
B.p2 > p1 且Q >0
C.p2 < p1 且Q <0
D.p2 < p1 且Q >0