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二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点,沸点,与石油液化气相似,被誉为“21世纪的清洁...

二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点,沸点,与石油液化气相似,被誉为“21世纪的清洁燃料。制备原理如下:

(I)由天然气催化制备二甲醚:①

(II)由合成气制备二甲醚:

回答下列问题:

(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是液态水变为气态水要吸收的热量。则________

(2)反应③的化学平衡常数表达式为________。制备原理中,在恒温、恒容的密闭容器中合成,将气体按混合,图中能正确反映反应①中的平衡体积分数随温度变化的曲线是________。下列能表明反应①达到化学平衡状态的是________填字母

A.混合气体的密度不变

B.反应容器中二甲醚的百分含量不变

C.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比

D.混合气体的压强不变

(3)有人模拟制备原理,在500K时的2L的密闭容器中充入2molCO,此时体系总压强是8min达到平衡,平衡时CO浓度为,则CO的转化率为________,用平衡分压表示可逆反应③的平衡常数________分压总压物质的量分数

(4)500K时的2L的密闭容器中充入,发生反应③,容器的总压强为4000kPa,反应5min后达到平衡,,用单位时间甲醇的分压变化表示该反应的反应速率为________

 

b BD 。 【解析】 (1)甲烷燃烧的热化学方程式为:    ; 二甲醚燃烧的热化学方程式为:  ;   ; 根据盖斯定律,得到  ; 故答案为:; (2)反应的化学平衡常数表达式为;反应是放热反应,升温平衡向逆反应方向移动,甲烷体积分数增大,能正确反映反应中的体积分数随温度变化的曲线是b; A.气体总质量和容器体积不变,混合气体的密度一直不变,不能表明达到平衡,故A错误; B.反应容器中二甲醚的百分含量不变,表明达到平衡,故B正确; C.没有说明是正反应还是逆反应速率,不能表明达到平衡,故C错误; D.反应前后气体体积改变,混合气体的压强不变,表明达到平衡,故D正确; 故答案为:;b;BD; (3) CO的转化率:; 反应后气体总物质的量为,则p(CH3OCH3)=p平衡,p(H2O)=p平衡,p(CH3OH)=p平衡,; 故答案为:80%; ; (4)反应前后气体物质的量不变,所以的平衡分压为,,故填:。
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考点分析:
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新技术的开发应用,不仅有利于改善环境质量,而且能充分开发废物的潜在价值。回答下列问题:

(1)用烟道气与氢气来合成甲醇涉及到如下几个反应:

 

 

 

  _____________

(2)在容积均为的两个恒容密闭容器中发生反应,有关数据如下:

容器

温度

起始量

达到平衡

CO转化率

所需时间

1

800

2

1

 

3

2

800

1

2

n

x

 

 

时该反应的平衡常数___________

②容器2中,______________________

③若起始时,在恒容密闭容器中加入CO,则此时___________”“

(3)反应  可用于捕捉空气中的,为研究温度对捕获效率的影响,在某温度下,将一定量的溶液置于密闭容器中,并充入一定量的气体,在t时刻,测得容器中气体的浓度。然后分别在温度为下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测定气体的浓度,得到的曲线图如下:

____________”“区间,变化的原因是_____________

②已知常温下的电离常数,碳酸的电离常数,则恰好完全反应时所得的溶液中__________”“

③在图中所示五种温度下,该反应的平衡常数最大的温度是____________

 

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氮的化合物是重要的工业原料,也是主要的大气污染来源,研究氮的化合物的反应具有重要意义。回答下列问题:

(1)(N2H4)与四氧化二氮分别是火箭发射器中最常用的燃料与氧化剂。已知3.2g液态肼与足量液态四氧化二氮完全反应,生成氮气和液态水放出热量61. 25 kJ,则该反应的热化学方程式为____

(2)尾气中的NO2可以用烧碱溶液吸收的方法来处理,其中能生成NaNO2等物质,该反应的离子方程式为____

(3)773 K时,分别将2.00 mol N26.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3,气体混合物中c(N2)c(H2)c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。

①下列能说明反应达到平衡状态的是____(选填字母)。

av(N2)=3v(H2)            b.体系压强不变

c.气体平均相对分子质量不变    d.气体密度不变

②在此温度下,若起始充入4. 00 mol N212. 00 mol H2,则反应刚达到平衡时,表示 c(H2)t的曲线上相应的点为 ___(选填字母)。

(4)373 K时,向体积为2L的恒容真空容器中充入0.40mol NO2,发生如下反应:

测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:

t/min

0

20

40

60

80

φNO2

1.0

0.75

0.52

0.40

0.40

 

①计算020min时,v(N2O4)=____

②已知该反应,其中k1k2为速率常数,则373K时,=_____;改变温度至T1时,k1=k2,则T1___ 373 K(填“>”“<”“=”)。

 

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贮氢合金可催化由CO合成等有机化工产品的反应。温度为TK时发生以下反应:

 

 

(1)温度为TK时,催化由CO合成反应的热化学方程式为________

(2)已知温度为TK的活化能为,则其逆反应的活化能为________

(3)时,向一恒压密闭容器中充入等物质的量的发生上述反应②已排除其他反应干扰,测得物质的量分数随时间变化如下表所示:

时间

0

2

5

6

9

10

 

若初始投入CO,恒压容器容积,用表示该反应分钟内的速率________6分钟时,仅改变一种条件破坏了平衡,则改变的外界条件为________

(4)下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应④,若起始压强为,达到平衡转化率为,则反应的平衡常数________用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数,忽略其它反应

(5)某温度下,将的混合气体充入容积为的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应③。经过后,反应达到平衡,此时转移电子。若保持体积不变,再充入,此时________”“。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________

的质量不变    混合气体的平均相对分子质量不再改变

    混合气体的密度不再发生改变

(6)已知时水煤气变换中CO分压随时间变化关系如下图所示,催化剂为氧化铁。实验初始时体系中的相等、相等;已知

随时间变化关系的曲线是________随时间变化关系的曲线是________

 

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氨在生产生活中应用广泛。

(1) NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质,可作长效缓释消毒剂,工业上可通过反应:NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g) + HCl(g)制备氯胺,已知部分化学键的键能如下表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样) 则上述反应的∆H=__________kJ·mol—1

化学键

N-H

Cl-Cl

N-Cl

H-Cl

键能/(kJ/mol)

a

b

c

d

 

 

(2)氨气是重要的化工产品。目前工业合成氨的原理是: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应,下列说法正确的是__________

a.气体压强不再变化时,表明该反应已达平衡状态

b.气体密度不再变化时,表明该反应已达平衡状态

c.平衡后,压缩容器,会生成更多NH3

d.平衡后,向装置中通入一定量Ar 平衡不移动

(3)现向三个体积均为5L,温度分别恒定为T1 T2T3的恒容密闭容器III III中,分别充入1 mol N23 molH2发生反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  ∆H1=-93 kJ·mol—1,当反应均进行到2minH2的体积分数如图所示,其中只有一个容器中的反应已经达到平衡状态。

①2min时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是_____容器.(“I”“II”“III”)

②02 min内容器I中用NH3表示的化学反应速率v(NH3)=____ (保留两位有效数字)

③2 min时容器IIv______ v (“<” “>”“=”)

当三个容器中的反应均达到平衡状态时,平衡常数最小的是容器______(填容器序号),它的数值为____(保留两位有效数字)

(4)氨在高温下可将一些固体金属氧化物还原为固态或液态金属单质,本身被氧化为N2。在不同温度下,氨气还原四种金属氧化物达到平衡后,气体中与温度(T)的关系如图所示。下列说法正确的是______(填字母)

A. NH3还原PbO2的反应△H>0

B.工业冶炼这四种金属时,NH3冶炼金属铬(Cr)的还原效率最低

C.实验室还原出金属铜(Cu)时,325°C NH3的利用率比425°CNH3的利用率更大

D.通过延长反应管的长度来增加金属氧化物和NH3的接触面积,可以减少尾气中NH3的量

 

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某实验小组欲探究Na2CO3NaHCO3的性质,发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是,他们先对固体AB进行鉴别,再通过实验进行性质探究。

(1)分别加热固体AB,发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为_____

(2)称取两种固体各2g,分别加入两个小烧杯中,再各加10 mL蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,恢复至室温,向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。

①发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得出结论_________________

②同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中,属于盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象的是______(填字母序号)。

a.溶液温度下降   b.溶液温度升高   c.滴入酚酞后呈浅红色    d.滴入酚酞后呈红色

(3)如图所示,在气密性良好的装置Ⅰ和Ⅱ中分别放入药品,将气球内的固体同时倒入试管中。

①两试管中均产生气体,__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的反应程度更为剧烈。

②反应结束后,气球均有膨胀,恢复至室温,下列说法正确的是__________

a.装置Ⅰ的气球体积较大

b.装置Ⅱ的气球体积较大

c.生成气体的体积根据盐酸计算

d.生成气体的体积根据固体计算

(4)同学们将两种固体分别配制成0.5 mol·L-1的溶液,设计如下方案并对反应现象作出预测:

实验方案

预测现象

预测依据

操作1:向2 mLNa2CO3溶液中滴加1mL 0.5mol·L-1CaCl2溶液

有白色沉淀

Na2CO3溶液中的CO32浓度较大,能与CaCl2发生反应______________(写离子方程式)

操作2:向2 mLNaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5mol·L-1CaCl2溶液

无白色沉淀

NaHCO3溶液中的CO32浓度很小,不能与CaCl2反应

 

实际实验后,发现操作2的现象与预测有差异:产生白色沉淀和气体。则该条件下,NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的离子方程式为_______________________________

 

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