名校
1 . “氧来乐”是鱼塘养殖户的“救命药”,其标签如下表:
(1)“氧来乐”可以给鱼塘增氧的化学反应方程式:___________ 。有学生认为也可以给鱼塘增氧,你认为可以吗?并简述理由:___________ 。
(2)分解速率受多种因素影响。学生甲通过数字化实验测得时,浓度随时间的变化如图所示,从下图中可得出的结论是:其他条件相同时,___________ 。
(3)学生乙利用实验室提供的仪器和试剂进行了教材上的实验。
步骤:分别向①、②两支试管中加入溶液,同时分别向两试管中加入2滴溶液(作催化剂)。待试管中均有适量气泡出现时,将试管①放入水浴中,将试管②放入水浴中,观察实验现象。如下图。该实验是为了探究___________ 对分解速率的影响;
(4)学生丙为探究两种催化剂对分解速率的影响。
设计了如下实验(如下图):分别向两支试管中加入溶液,向试管a中加入2滴,向试管b中加入2滴溶液,观察实验现象。该方案存在不严谨之处。请你改进:___________ 。
主要成分 | 过氧化氢 |
含量规格 | |
作用与用途 | 本品在分解过程中释放出活泼的新生态氧,用于养殖池塘的增氧,药性温和,使用方便,无残留,绿色环保。 |
用法 | 将本品以1000倍水稀释后直接泼洒于养殖池塘中 |
用量 | 每亩水深1米用本品,病情严重可加量使用,并可使用催化剂 |
(2)分解速率受多种因素影响。学生甲通过数字化实验测得时,浓度随时间的变化如图所示,从下图中可得出的结论是:其他条件相同时,
(3)学生乙利用实验室提供的仪器和试剂进行了教材上的实验。
步骤:分别向①、②两支试管中加入溶液,同时分别向两试管中加入2滴溶液(作催化剂)。待试管中均有适量气泡出现时,将试管①放入水浴中,将试管②放入水浴中,观察实验现象。如下图。该实验是为了探究
(4)学生丙为探究两种催化剂对分解速率的影响。
设计了如下实验(如下图):分别向两支试管中加入溶液,向试管a中加入2滴,向试管b中加入2滴溶液,观察实验现象。该方案存在不严谨之处。请你改进:
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名校
解题方法
2 . 草酸(H2C2O4)用途广泛,是一种易溶于水的二元有机弱酸,具有还原性,为探究草酸被氧化的速率问题,高二化学小组进行如下实验:
Ⅰ.探究H2C2O4与KMnO4溶液反应
(1)在酸性条件下反应,写出H2C2O4与KMnO4溶液反应的离子方程式:___________
(2)为探究外界条件对反应速率的影响,阳阳进行了如下实验:
对比实验___________ (填实验编号),可探究草酸浓度对反应速率的影响;实验测得t3< t2,由此得出的结论是____________
Ⅱ.探究H2C2O4与溶液反应
查阅资料:H2C2O4与溶液反应很慢,需数月时间才能完成,但加入可促进H2C2O4与的反应。依据此资料,阳阳设计如下实验证实了这一点。
(3)实验Ⅳ的目的是:___________ 。
(4)对实验Ⅱ继续进行探究,发现溶液中浓度变化如图:
小宇认为此变化是通过两个过程实现的。
过程ⅰ:与H2C2O4反应生成了。
过程ⅱ:可加快草酸与重铬酸钾的反应
①查阅资料:溶液中能被氧化为。针对过程ⅰ,小宇设计如下方法证实:
将加入到___________ 中,固体完全溶解;从中取出少量溶液,加入过量固体,充分反应后静置,观察到___________ 。
②小宇继续设计实验方案证实了过程ⅱ成立,他的实验方案如下:将2mL0.3moL/L H2C2O4溶液与溶液混合,调至pH=2,加入固体,6分钟后现象为:___________ 。综合以上实验可知,草酸发生氧化反应的速率与___________ 有关。
Ⅰ.探究H2C2O4与KMnO4溶液反应
(1)在酸性条件下反应,写出H2C2O4与KMnO4溶液反应的离子方程式:
(2)为探究外界条件对反应速率的影响,阳阳进行了如下实验:
实验编号 | 所加试剂及用量/mL | 条件 | 溶液颜色褪至无色所需时间/min | |||
0.01mol/L H2C2O4溶液 | 0.01mol/L KMnO4溶液 | 3.0mol/L稀硫酸 | 水 | 温度/℃ | ||
1 | 8.0 | 2.0 | 2.0 | 3.0 | 20 | t1 |
2 | 6.0 | 2.0 | 2.0 | 5.0 | 20 | t2 |
3 | 6.0 | 2.0 | 2.0 | 5.0 | 30 | t3 |
4 | 5.0 | 2.0 | 2.0 | 5.0 | 30 | t4 |
Ⅱ.探究H2C2O4与溶液反应
查阅资料:H2C2O4与溶液反应很慢,需数月时间才能完成,但加入可促进H2C2O4与的反应。依据此资料,阳阳设计如下实验证实了这一点。
实验Ⅱ | 实验Ⅲ | 实验Ⅳ | |
实验操作 | |||
实验现象 | 6min后固体完全溶解,溶液橙色变浅,温度不变 | 6min后固体未溶解,溶液颜色无明显变化 | 6min后固体未溶解,溶液颜色无明显变化 |
(4)对实验Ⅱ继续进行探究,发现溶液中浓度变化如图:
小宇认为此变化是通过两个过程实现的。
过程ⅰ:与H2C2O4反应生成了。
过程ⅱ:可加快草酸与重铬酸钾的反应
①查阅资料:溶液中能被氧化为。针对过程ⅰ,小宇设计如下方法证实:
将加入到
②小宇继续设计实验方案证实了过程ⅱ成立,他的实验方案如下:将2mL0.3moL/L H2C2O4溶液与溶液混合,调至pH=2,加入固体,6分钟后现象为:
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2021-11-20更新
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506次组卷
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2卷引用:安徽省合肥市第六中学2021-2022学年高二上学期期中教学检测化学试题
3 . 光气(COCl2)在工业上具有重要的用途。工业上采用高温活性炭催化CO与Cl2合成COCl2。
(1)已知有下列基元反应,其物质相对能量变化如图。
①CO与Cl2合成COCl2(g)的热化学方程式是_______ 。
②已知可以从实验中获得反应速率方程,科研工作中常用其推测反应机理决速步中的活化络合物。活化络合物分子中含有的原子数目等于反应速率方程的表达式中物质中的原子数与指数的积。以的历程为例,其反应速率方程为,可推测反应决速步中活化络合物的可能存在形式为或。已知的速率方程为,则反应中的活化络合物的可能存在形式为_______ (任写两个即可)。在上面三个基元反应中,活化能最大的是_______ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(2)在100 kPa、恒压的密闭容器中,充入物质的量相同的CO、Cl2和适量的活性炭,发生反应,其压强平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)的对数与温度倒数呈线性关系,如图。
①随的增大而增大,原因是_______ 。
②图中Q点对应的,平衡混合气中的体积分数是_______ %。若保持温度不变,将该容器增压再次达到平衡,其状态可能为图中Q、M、N中的_______ 点,此时混合气中COCl2的体积分数是70%,则再次达到平衡状态的气体总压强是_______ kPa。
(1)已知有下列基元反应,其物质相对能量变化如图。
①CO与Cl2合成COCl2(g)的热化学方程式是
②已知可以从实验中获得反应速率方程,科研工作中常用其推测反应机理决速步中的活化络合物。活化络合物分子中含有的原子数目等于反应速率方程的表达式中物质中的原子数与指数的积。以的历程为例,其反应速率方程为,可推测反应决速步中活化络合物的可能存在形式为或。已知的速率方程为,则反应中的活化络合物的可能存在形式为
(2)在100 kPa、恒压的密闭容器中,充入物质的量相同的CO、Cl2和适量的活性炭,发生反应,其压强平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)的对数与温度倒数呈线性关系,如图。
①随的增大而增大,原因是
②图中Q点对应的,平衡混合气中的体积分数是
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4 . 我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应:
a)
b)
c)
d)
e)
(1)已知相关物质的燃烧热(25℃、101 kPa):
则△H1=___________ 。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有___________。
(3)一定条件下,CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分___________ 步进行,其中,第___________ 步的正反应活化能最大。
(4)900℃下,将CH4和CO2的混合气体(投料比1:1)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器,测得CH4的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注:目数越大,表示炭催化剂颗粒越小)
由图可知,75 min后CH4转化率与炭催化剂目数的关系为___________ ,原因是___________ 。
(5)CO2用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:___________ 。
a)
b)
c)
d)
e)
(1)已知相关物质的燃烧热(25℃、101 kPa):
物质 | CH4(g) | CO(g) | H2(g) |
燃烧热() |
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有___________。
A.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动 |
B.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加 |
C.加入反应a的催化剂,可提高CH4的平衡转化率 |
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小 |
(4)900℃下,将CH4和CO2的混合气体(投料比1:1)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器,测得CH4的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注:目数越大,表示炭催化剂颗粒越小)
由图可知,75 min后CH4转化率与炭催化剂目数的关系为
(5)CO2用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:
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5 . 甲醇有广泛的用途和广阔的应用前景,工业上利用CO2生产甲醇,再利用甲醇生产丙烯。回答下列问题:
(1)常温下,H2和甲醇的燃烧热分别为285.8kJ·mol-1和726.4kJ·mol-1,1mol甲醇汽化需要吸收82.0kJ的热量,则CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下合成气态甲醇的热化学方程式为___________ 。
(2)在Cu/ZnO催化作用下,CO2和H2合成甲醇的总反应分两步进行:
第一步为___________ (写化学方程式) △H>0;
第二步为Cu/Zn*+2H2+CO2=Cu/ZnO*+CH3OH △H<0.
第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,由此推知以下能正确表示Cu/ZnO催化CO2和H2合成甲醇反应过程的示意图为___________ 。
(3)甲醇催化制取丙烯的过程中发生如下反应:
I.3CH3OH(g)⇌C3H6(g)+3H2O(g)
II.2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)
反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如下图中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能=___________ kJ/mol。当改变外界条件时,实验数据如下图中的曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是___________ 。
(1)常温下,H2和甲醇的燃烧热分别为285.8kJ·mol-1和726.4kJ·mol-1,1mol甲醇汽化需要吸收82.0kJ的热量,则CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下合成气态甲醇的热化学方程式为
(2)在Cu/ZnO催化作用下,CO2和H2合成甲醇的总反应分两步进行:
第一步为
第二步为Cu/Zn*+2H2+CO2=Cu/ZnO*+CH3OH △H<0.
第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,由此推知以下能正确表示Cu/ZnO催化CO2和H2合成甲醇反应过程的示意图为
(3)甲醇催化制取丙烯的过程中发生如下反应:
I.3CH3OH(g)⇌C3H6(g)+3H2O(g)
II.2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)
反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如下图中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能=
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2021-12-15更新
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192次组卷
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2卷引用:四川省成都市树德中学2021-2022学年高二上学期11月阶段性测试(期中)化学试题
解题方法
6 . 氢气在实验室和工业上有着广泛的用途。请回答:
(1)氢气可以与煤在催化剂作用下制备乙炔,已知部分反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
通过计算说明反应Ⅳ自发进行的条件_______ 。
(2)利用氢气与二氧化碳催化反应合成乙烯,是实现低碳转型的一条途径。在0.1MPa、120℃条件下,以的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生反应:,平衡时水蒸气的物质的量百分数为50.0%。请回答:
①反应的平衡常数表达式为_______ 。
②达到平衡时,的转化率为_______ 。
(3)氢气可合成氨气,氨气与二氧化碳可以合成尿素,反应为: ,分为两步:
已知投料的组成为、和水蒸气(有助于分离尿素),一定条件下,氨基甲酸铵()物质的量与时间的关系图(图甲,t1后物质的量不再改变),以及不同氨碳比()与水碳比()投料时平衡转化率图象(图乙,a、b代表水碳比):
回答下列问题:
①已知反应I又可以分成两步:_______、,请写出第一步的化学方程式_______ 。
②下列叙述正确的是_______ 。
A.反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ,
B.增大氨碳比有利于提高尿素产率,原因之一是过量氨气与反应Ⅱ生成的水反应,促进平衡正移
C.实际生产中若选择曲线a,则氨碳比应控制在4.0左右
D.曲线a的水碳比大于曲线b,减小水碳比有利于尿素生成
③如果某催化剂可以同等程度地加速反应Ⅰ和Ⅱ,请在图甲中画出保持其他条件不变,加入该催化剂后从0h到t1时的氨基甲酸铵物质的量变化曲线_______ 。
(1)氢气可以与煤在催化剂作用下制备乙炔,已知部分反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
通过计算说明反应Ⅳ自发进行的条件
(2)利用氢气与二氧化碳催化反应合成乙烯,是实现低碳转型的一条途径。在0.1MPa、120℃条件下,以的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生反应:,平衡时水蒸气的物质的量百分数为50.0%。请回答:
①反应的平衡常数表达式为
②达到平衡时,的转化率为
(3)氢气可合成氨气,氨气与二氧化碳可以合成尿素,反应为: ,分为两步:
反应步骤 | 反应方程式 |
|
Ⅰ | 快速放热 | |
Ⅱ | 慢速吸热 |
已知投料的组成为、和水蒸气(有助于分离尿素),一定条件下,氨基甲酸铵()物质的量与时间的关系图(图甲,t1后物质的量不再改变),以及不同氨碳比()与水碳比()投料时平衡转化率图象(图乙,a、b代表水碳比):
回答下列问题:
①已知反应I又可以分成两步:_______、,请写出第一步的化学方程式
②下列叙述正确的是
A.反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ,
B.增大氨碳比有利于提高尿素产率,原因之一是过量氨气与反应Ⅱ生成的水反应,促进平衡正移
C.实际生产中若选择曲线a,则氨碳比应控制在4.0左右
D.曲线a的水碳比大于曲线b,减小水碳比有利于尿素生成
③如果某催化剂可以同等程度地加速反应Ⅰ和Ⅱ,请在图甲中画出保持其他条件不变,加入该催化剂后从0h到t1时的氨基甲酸铵物质的量变化曲线
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7 . 按要求完成下列问题。
(1)二氧化硫在工业上和生活中有广泛的用途。工业用SO2和O2反应合成SO3反应的反应热(ΔH)、活化能(Ea正)为:SO2(g)+O2(g)⇌SO3(g) ΔH=-98.0kJ·mol-1 Ea正=125.5kJ·mol-1
①三氧化硫的分解反应SO3(g)⇌SO2(g)+O2(g)的活化能Ea正=___________ 。
②下列关于工业用SO2和O2反应合成SO3反应的理解正确的是___________ 。
A.增大氧气浓度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
B.该反应的实际工业生产条件是高温、高压、合适的催化剂
C.当温度、压强一定时,在原料气(SO2和O2的比例不变)中添加少量惰性气体,会使平衡转化率减小
D.反应过程中,可将SO3液化,并不断将液态SO3移去,有利于提高正反应速率
(2)CO和H2在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)获得甲醇。向2L的密闭容器中通入1molCO(g)和2molH2(g),发生反应合成甲醇,反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图所示。
①500℃的此反应的平衡常数K=___________ 。
②据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变,原因是___________ (用化学方程式表示)。
③在500℃恒压条件下,请在图中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图_________ 。
(1)二氧化硫在工业上和生活中有广泛的用途。工业用SO2和O2反应合成SO3反应的反应热(ΔH)、活化能(Ea正)为:SO2(g)+O2(g)⇌SO3(g) ΔH=-98.0kJ·mol-1 Ea正=125.5kJ·mol-1
①三氧化硫的分解反应SO3(g)⇌SO2(g)+O2(g)的活化能Ea正=
②下列关于工业用SO2和O2反应合成SO3反应的理解正确的是
A.增大氧气浓度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
B.该反应的实际工业生产条件是高温、高压、合适的催化剂
C.当温度、压强一定时,在原料气(SO2和O2的比例不变)中添加少量惰性气体,会使平衡转化率减小
D.反应过程中,可将SO3液化,并不断将液态SO3移去,有利于提高正反应速率
(2)CO和H2在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)获得甲醇。向2L的密闭容器中通入1molCO(g)和2molH2(g),发生反应合成甲醇,反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图所示。
①500℃的此反应的平衡常数K=
②据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变,原因是
③在500℃恒压条件下,请在图中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图
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8 . 甲醇是一种用途十分广泛的基本有机化工原料。
(1)制备甲醇的原料来源广泛,传统方法中可以通过_______制备甲醇。(填序号)
作为未来的重要碳源,其选择性加氢合成一直是研究热点。在加氢合成的体系中,同时发生以下反应:
反应ⅰ
反应ⅱ
反应ⅲ
(2)若某容器中只发生反应ⅱ、ⅲ,一定条件下建立平衡后,下列说法不正确的是_______(填序号)。
(3)设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为)除以()。反应i、ⅱ、ⅲ的随(温度的倒数)的变化如图所示。
①反应i、ⅱ、ⅲ中,正反应活化能小于逆反应活化能的反应有_______ 。
②反应i的相对压力平衡常数表达式为_______ 。
③在点对应温度下、原料组成为,初始总压为的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的分压为。计算的平衡转化率_______ 。
(4)维持压强和投料不变,将和按一定流速通过反应器,二氧化碳的转化率和甲醇的选择性随温度变化的关系如图所示:
已知催化剂活性受温度影响变化不大。结合反应ⅰ和反应ⅱ,分析235℃后甲醇的选择性随温度升高而下降的原因是_______ ,二氧化碳的转化率随温度升高也在下降的可能原因是_______ 。
(1)制备甲醇的原料来源广泛,传统方法中可以通过_______制备甲醇。(填序号)
A.煤的气化 | B.煤的液化 | C.石油的分馏 | D.石油的裂解 |
作为未来的重要碳源,其选择性加氢合成一直是研究热点。在加氢合成的体系中,同时发生以下反应:
反应ⅰ
反应ⅱ
反应ⅲ
(2)若某容器中只发生反应ⅱ、ⅲ,一定条件下建立平衡后,下列说法不正确的是_______(填序号)。
A.反应ⅱ的平衡常数为1 |
B.移去部分碳,反应ⅲ平衡不移动 |
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变 |
D.选用合适的催化剂可提高在单位时间内的产量 |
①反应i、ⅱ、ⅲ中,正反应活化能小于逆反应活化能的反应有
②反应i的相对压力平衡常数表达式为
③在点对应温度下、原料组成为,初始总压为的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的分压为。计算的平衡转化率
(4)维持压强和投料不变,将和按一定流速通过反应器,二氧化碳的转化率和甲醇的选择性随温度变化的关系如图所示:
已知催化剂活性受温度影响变化不大。结合反应ⅰ和反应ⅱ,分析235℃后甲醇的选择性随温度升高而下降的原因是
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9 . 碳酸二甲酯(DMC)是一种低毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料。采用合适的催化剂,以甲醇为原料可制备DMC,催化机理如图所示:
下列说法正确的是
下列说法正确的是
A.反应i中断裂的化学键一定是CH3OH中的O-H键 |
B.反应ii和反应iii均为取代反应 |
C.该反应机理中,Ce的成键数目发生改变 |
D.该制备反应可缓解地球温室效应 |
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10 . 合成气的主要成分为一氧化碳和氢气,在工业上用途十分广泛。最近中国科学家成功研究由合成气制备乙醇的新工艺,具体制备路线如下所示:
(1)制备甲醇的原理为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应过程中物质能量变能化如图所示,生产中为同时提高甲醇的产率和反应速率,可采取措施是___________ (写一条即可)。
(2)若该反应加入催化剂,请在答题纸图中画出反应过程中物质能量变化曲线___________ 。
(3)制备二甲醚的原理为2CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+H2O(g)。写出该反应的化学平衡常数表达式为___________ 。在2 L容器中发生上述反应,5分钟后,测得甲醇减少16 g,则二甲醛的平均生成速率为___________ 。
(4)CH3COOCH3和H2制备乙醇的反应中,还有另一产物生成,该物质在上述转化路线中循环使用,其分子式为___________ 。 若不考虑生产过程中的损失且每步都反应完全,通过以上制备路线消耗8.4 kgCO时,理论上可制取乙醇的质量为___________ 。
(5)设计实验证明乙醇中是否含有CH3COOCH3____________________ (写出实验的操作步骤、现象和结论)
(1)制备甲醇的原理为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应过程中物质能量变能化如图所示,生产中为同时提高甲醇的产率和反应速率,可采取措施是
(2)若该反应加入催化剂,请在答题纸图中画出反应过程中物质能量变化曲线
(3)制备二甲醚的原理为2CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+H2O(g)。写出该反应的化学平衡常数表达式为
(4)CH3COOCH3和H2制备乙醇的反应中,还有另一产物生成,该物质在上述转化路线中循环使用,其分子式为
(5)设计实验证明乙醇中是否含有CH3COOCH3
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