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CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题,可利用CH4与CO2制备“合成气”(C...

CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题,可利用CH4CO2制备合成气COH2),还可制备甲醇、二甲醚、低碳烯烃等燃料产品。

I.制合成气

科学家提出制备合成气反应历程分两步:

反应①:CH4gCads+2H2 g  (慢反应)

反应②:Cads+ CO2g2COg  (快反应)

上述反应中Cads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图:

1CH4CO2制备合成气的热化学方程式为_________。能量变化图中:E5+E1_________E4+E2(填)。

II.脱水制醚

利用合成气合成甲醇后,甲醇脱水制得二甲醚的反应为:

2CH3OHgCH3OCH3g + H2Og  ΔH,其速率方程式为:v= k·c2CH3OH),v=k·cCH3OCH3·cH2O),kk为速率常数且只与温度有关。经查阅资料,上述反应平衡状态下存在计算式:lnKc = −2.205+Kc为化学平衡常数;T 为热力学温度,单位为K)。

2)反应达到平衡后,仅升高温度,k增大的倍数_________ k增大的倍数(填)。

3)某温度下(该反应平衡常数Kc200),在密闭容器中加入一定量 CH3OH,反应到某时刻测得各组分的物质的量如下:

物质

CH3OH

CH3OCH3

H2O

物质的量/mol

0.4

0.4

0.4

 

 

此时正、逆反应速率的大小:v ____v (填)。

4500K下,在密闭容器中加入一定量甲醇 CH3OH,反应到达平衡状态时,体系中CH3OCH3g)的物质的量分数为_________(填标号)。

A            B           C         D 无法确定

 

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E3-E1)kJ•mol-1 < < > C 【解析】 I.(1)由图像可知,CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E3-E1)kJ•mol-1;反应①为慢反应,反应②为快反应,因此可知反应①的活化能大于反应②的活化能,即E4-E1>E5-E2,故E5+E1v逆; (4)500K下,lnKc = −2.205+=3.21,KC=e3.21=24.78,假设某一时刻c(CH3OH)= c(CH3OCH3)= c(H2O)=amol/L,此时H3OCH3(g)的物质的量分数为,则浓度熵
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考点分析:
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氧化铬绿(Cr2O3)的性质独特,在冶金、颜料等领域有着不可替代的地位。一种利用淀粉水热还原铬酸钠制备氧化铬绿的工艺流程如下:

已知:①向含少量Na2CO3的铬酸钠碱性溶液中通入CO2可制得不同碳化率的铬酸钠碳化母液;

还原反应剧烈放热,可制得CrOH3浆料。

1)该工艺中还原反应最初使用的是蔗糖或甲醛,后来改用价格低廉的淀粉。请写出甲醛(HCHO)与铬酸钠(Na2CrO4)溶液反应的离子方程式_________

2)将混合均匀的料液加入反应釜,密闭搅拌,恒温发生还原反应,下列有关说法错误的是_____(填标号)。

A 该反应一定无需加热即可进行            B 必要时可使用冷却水进行温度控制

C 铬酸钠可适当过量,使淀粉充分反应    D 应建造废水回收池,回收含铬废水

3)测得反应完成后在不同恒温温度、不同碳化率下Cr(Ⅵ)还原率如下图。实际生产过程中Cr(Ⅵ)还原率可高达99.5%以上,还原阶段采用的最佳反应条件为_________

4)滤液中所含溶质为_______。该水热法制备氧化铬绿工艺的优点有_________________(请写出两条)。

5)由水热法制备的氢氧化铬为无定型氢氧化铬[CrOH3·nH2O]。将洗涤并干燥后的氢氧化铬滤饼充分煅烧,质量损失与固体残留质量比为9:19,经计算得出n=_________

6)重铬酸钠(Na2Cr2O7·H2O)与硫酸铵热分解法也是一种生产氧化铬绿的方法,生产过程中产生的气体对环境无害,其化学反应方程式为_________

 

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苯甲酸乙酯是重要的精细化工试剂,常用于配制水果型食用香精。实验室制备流程如下:

试剂相关性质如下表:

 

苯甲酸

乙醇

苯甲酸乙酯

常温性状

白色针状晶体

无色液体

无色透明液体

沸点/

249.0

78.0

212.6

相对分子量

122

46

150

溶解性

微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂

与水任意比互溶

难溶于冷水,微溶于热水,易溶于乙醇和乙醚

 

回答下列问题:

1)为提高原料苯甲酸的纯度,可采用的纯化方法为_________

2)步骤①的装置如图所示(加热和夹持装置已略去),将一小团棉花放入仪器B中靠近活塞孔处,将吸水剂(无水硫酸铜的乙醇饱和溶液)放入仪器B中,在仪器C中加入 12.2 g纯化后的苯甲酸晶体,30 mL无水乙醇(约0.5 mol)和3 mL浓硫酸,加入沸石,加热至微沸,回流反应1.5~2 h。仪器A的作用是_________;仪器C中反应液应采用_________方式加热。

3)随着反应进行,反应体系中水分不断被有效分离,仪器B中吸水剂的现象为_________

4)反应结束后,对C中混合液进行分离提纯,操作I_________;操作II所用的玻璃仪器除了烧杯外还有_________

5)反应结束后,步骤③中将反应液倒入冷水的目的除了溶解乙醇外,还有_____;加入试剂X_____(填写化学式)。

6)最终得到产物纯品12.0 g,实验产率为_________ %(保留三位有效数字)。

 

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常温下,用0.1 mol·L1 KOH溶液滴定10 mL 0.1 mol·L1 HAKa1.0×105)溶液的滴定曲线如图所示。下列说法错误的是

A.a点溶液的pH约为3

B.水的电离程度:d点>c

C.b点溶液中粒子浓度大小:cA)>cK)>cHA)>cH)>cOH

D.e点溶液中:cK=2cA+2cHA

 

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-硫电池具有高能量密度、续航能力强等特点。使用新型碳材料复合型硫电极的锂-硫电池工作原理示意图如图,下列说法正确的是

A.电池放电时,X电极发生还原反应

B.电池充电时,Y电极接电源正极

C.电池放电时,电子由锂电极经有机电解液介质流向硫电极

D.向电解液中添加Li2SO4水溶液,可增强导电性,改善性能

 

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下列说法正确的是

A.用苯萃取溴水中的Br2,分液时先从分液漏斗下口放出水层,再从上口倒出有机层

B.欲除去H2S气体中混有的HCl,可将混合气体通入饱和Na2S溶液

C.乙酸乙酯制备实验中,要将导管插入饱和碳酸钠溶液底部以利于充分吸收乙酸和乙醇

D.pH试纸分别测量等物质的量浓度的NaCNNaClO溶液的pH,可比较HCNHClO的酸性强弱

 

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试题属性
  • 题型:综合题
  • 难度:中等

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