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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:37 题号:22302380
甲醇直接脱氢制无水甲醛是具有工业化前景的新工艺。回答下列问题:
(1)在标准压强(100kPa)、298K下,一些物质的热力学数据如下表,标准摩尔生成焓是指由稳定的单质合成1mol该物质的反应焓变;
物质HCHO
标准摩尔生成焓()0-115.8-201
熵()130.7218.7239.9
甲醇脱氢制甲醛的反应方程式为:   ___________,该反应高温能自发进行的原因是___________
(2)已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R、A为常数)。一定条件下,催化剂1作用下甲醇脱氢制甲醛反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示。

①升高温度,速率常数k___________(填“增大”“减小”或“不变”);
②催化剂Ⅱ作用下,实验数据如图中b线所示,则催化效果:催化剂Ⅰ___________催化剂Ⅱ(填“>”成“<”)。
(3)催化剂1作用下,恒容密闭容器中充入一定量的发生反应,达到平衡时,容器总压、的体积分数随温度的变化曲线如图所示。

①随着温度的升高,压强不断增大的原因是___________
②600K达到平衡时,___________kPa(用含“p”的式子表示,下同),的转化率为______________________

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【推荐1】二甲醚(CH3OCH3)重整制取H2,具有无毒、无刺激性等优点。回答下列问题:
(1) CH3OCH3和O2发生反应I:CH3OCH3(g)+O2(g)=2CO(g)+3H2(g)△H
已知:CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)△H1
CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O (g)△H2
H2(g)+O2(g)=H2O (g)△H3
①则反应I的△H=____________________(用含△H1、△H2、△H3的代数式表示)。
②保持温度和压强不变,分别按不同进料比通入CH3OCH3和O2,发生反应I。测得平衡时H2的体积百分含量与进料气中n(O2)/n(CH3OCH3)的关系如图所示。当>0.6时,H2的体积百分含量快速降低,其主要原因是____(填标号)。

A.过量的O2起稀释作用
B.过量的O2与H2发生副反应生成H2O
C.>0.6平衡向逆反应方向移动
(2)T℃时,在恒容密闭容器中通入CH3OCH3,发生反应II:CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g),测得容器内初始压强为41.6 kPa,反应过程中反应速率v(CH3OCH3)时间t与CH3OCH3分压P(CH3OCH3)的关系如图所示。

①t=400 s时,CH3OCH3的转化率为________(保留2位有效数字);反应速率满足v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3),k=_________s-1;400 s时v(CH3OCH3)=_________kPa∙s-1
②达到平衡时,测得体系的总压强P= 121.6 kPa,则该反应的平衡常数Kp=________________kPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③该温度下,要缩短达到平衡所需的时间,除改进催化剂外,还可采取的措施是________
2020-06-27更新 | 142次组卷
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解题方法
【推荐2】钨是我国丰产元素,是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨(VI)酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4);黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐,化学式常写成(Fe,Mn)WO4。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法:

其中A、B、C都是钨的化合物。
(1)写出上述流程中A、B、C的化学式:A_______、B_______、C_______,以及步骤(1)、(2)、(3)中发生反应的化学方程式(1)_______、(2)_______、(3)_______
(2)钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。对钨的纯度要求不高时,可用碳作还原剂。
①写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式_______
②用下表所给的298.15K的数据计算上述反应的标准自由能变化。推出该反应在什么温度条件下能自发进行_______。(假设表中数据不随温度变化)
物质(kJ·mol-1)(J·mol-1·K-1)
W(s)
WO3(s)
C(石墨)
CO(g)
CO2(g)
H2(g)
H2O(g)
H2O(l)
0
-842.87
0
-110.52
-393.51
0
-241.82
-285.31
32.64
75.90
5.74
197.56
213.64
130.57
188.72
69.90
(3)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂,为什么_______?写出用氢气还原氧化钨的化学方程式_______
(4)在酸化钨酸盐的过程中,钨酸根WO可能在不同程度上缩合形成多钨酸根。多钨酸根的组成常因溶液的酸度不同而不同,它们的结构都由含1个中心W原子和6个配位0原子的钨氧八面体WO6通过共顶或共边的方式形成。在为数众多的多钨酸根中,性质和结构了解得比较清楚的是仲钨酸根[H2W12O42]10-和偏钨酸根[H2Wl2O40]6-。在下面3张结构图中,哪一张是仲钨酸根的结构?简述判断理由_______

(5)仲钨酸的肼盐在热分解时会发生内在氧化还原反应,我国钨化学研究的奠基人顾翼东先生采用这一反应制得了蓝色的非整比的钨氧化物WO3-x。这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点,在制钨粉时温度容易控制,目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。经分析,得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985。
①计算WO3-x中的x值_______
②一般认为,蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价2种价态的钨。试计算蓝色氧化钨中这2种价态的钨原子数比_______。(相对原子质量:W-183.84;O-16.00)
2021-07-09更新 | 44次组卷
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【推荐3】按要求填空:
(1) 明矾可用于净水,原因是用离子方程式表示 ___________________________
(2)把溶液蒸干、灼烧,最后得到的主要固体产物是_________________
(3) CuCl(s)与反应生成和一种黑色固体。在下,已知该反应每消耗,放热,该反应的热化学方程式是_____________________________
(4)PH=2的盐酸加水稀释到1000倍后溶液的____
(5)25℃时,的盐酸中水的电离程度________填“大于”“小于”或“等于”溶液中水的电离程度。   
(6)已知下列两个热化学方程式:
H2(g)+ 1/2O2(g)= H2O(l);△H =-285kJ·mol-1
C3H8(g)+ 5O2(g)= 3CO2(g)+ 4H2O(l);△H =-2220.0kJ·mol-1
①实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol ,完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比是_______________
②又知:H2O(g)= H2O(l);△H=-44.0kJ·mol-1
写出丙烷燃烧生成二氧化碳气体和水蒸气的热化学方程式:_____________________
2020-12-04更新 | 107次组卷
共计 平均难度:一般