二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，在未来可能替代汽车燃油、石油液化气、城市煤气等，市场前景极为广阔。它清洁、高效，具有优良的环保性能。工业上制二

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二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，在未来可能替代汽车燃油、石油液化气、城市煤气等，市场前景极为广阔。它清洁、高效，具有优良的环保性能。工业上制二

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二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，在未来可能替代汽车燃油、石油液化气、城市煤气等，市场前景极为广阔。它清洁、高效，具有优良的环保性能。
工业上制二甲醚是在一定温度(230～280 ℃)、压强(2.0～10.0 MPa)和催化剂作用下进行的，反应器中发生了下列反应。
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)    ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1　①
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)     ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1　②
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)   ΔH3＝－41.2 kJ·mol－1　③
(1)反应器中的总反应可表示为3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，则该反应的ΔH＝__________，平衡常数表达式为____________________，在恒温、可变容积的密闭容器中进行上述反应，增大压强，二甲醚的产率会________(填升高、降低或不变)。
(2)二氧化碳是一种重要的温室气体，减少二氧化碳的排放是解决温室效应的有效途径。目前，由二氧化碳合成二甲醚的研究工作已取得了重大进展，其化学反应方程式为2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＞0。
该反应在恒温、体积恒定的密闭容器中进行，下列不能作为该反应已达到化学平衡状态的判断依据的是________。
A．容器内混合气体的密度不变
B．容器内混合气体的压强保持不变
C．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D．单位时间内消耗2 mol CO2的同时消耗1 mol二甲醚
(3)二甲醚气体的燃烧热为1 455 kJ·mol－1，工业上用合成气(CO、H2)直接或间接合成二甲醚。下列有关叙述正确的是________。
A．二甲醚分子中含共价键
B．二甲醚作为汽车燃料不会产生污染物
C．二甲醚与乙醇互为同系物
D．表示二甲醚燃烧热的热化学方程式为CH3OCH3(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 455 kJ·mol－1
(4)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：正极为________(填“A电极”或“B电极”)，写出A电极的电极反应式：________________________________________。

答案
　(1)－246.1 kJ·mol－1　　升高　(2)A　(3)A　(4)B电极　CH3OCH3＋3H2O－12e－=2CO2＋12H＋
解析
　(1)根据盖斯定律，ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－246.1 kJ·mol－1，增大压强，平衡向正反应方向移动，二甲醚的产率升高。(2)该反应特点是，所有反应物和产物都是气态，正反应是气体分子数减小的反应，正反应吸热。恒容条件下，密度始终不变，A选项错误；正反应是气体分子数减小的反应，压强不改变时表明反应达到平衡状态，B选项正确；气体摩尔质量等于质量与物质的量之比，当物质的量不变时，气体平均摩尔质量也不变，反应达到平衡状态，C选项正确；由反应式的化学计量数知，单位时间内消耗2 mol CO2，必生成1 mol CH3OCH3，即二甲醚的消耗速率等于其生成速率，反应达到平衡状态，D选项正确。(3)CH3OCH3分子中只存在碳氢键、碳氧键，它们都是共价键，A选项正确；二甲醚含碳、氢、氧元素，燃烧时仍然会产生CO、CO2等大气污染物，B选项错误；CH3OCH3与CH3CH2OH分子式相同，结构不同，互为同分异构体，C选项错误；燃烧热强调生成的水为液态，正确的热化学方程式为CH3OCH3(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 455 kJ·mol－1，D选项错误。(4)从电池装置图看，A电极通入二甲醚和水，B电极通入氧气，该燃料电池中，二甲醚是还原剂，发生氧化反应，A极为负极；氧气发生还原反应，B电极为正极。负极反应式为CH3OCH3－12e－＋3H2O=2CO2＋
12H＋。
举一反三
下列有关说法正确的是
A．对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，压缩气体体积使压强增大（其他条件不变），则SO2的转化率增大，平衡常数K也增大
B．电解法精炼铜时，精铜作阳极，粗铜作阴极
C．在硫酸钡悬浊液中加入足量饱和Na2CO3溶液处理，向所得沉淀中加入盐酸有气体产生，说明Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)
D．CH3COOH溶液加水稀释后，电离程度增大，溶液中的值不变

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MgSO4·7H2O医药上用作泻剂。工业上用氯碱工业的一次盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分。主要工艺如下：
 
（1）用硫酸调整溶液pH为1～2，硫酸的作用是________________________________________。
（2）加次氯酸钠溶液至pH为5～6并加热煮沸约5～10 min，滤渣中主要含MnO2和另两种沉淀：__________________、____________(写化学式)。其中次氯酸钠溶液将MnSO4转化为MnO2的离子方程式为________________________                     ___
（3）若除杂后过滤，发现滤液发黄，需采取的措施是____                      ____
（4）过滤后晶体常用丙酮代替蒸馏水洗涤的目的是________________________________________
（5）晶体中结晶水含量的测定：准确称取0.20 g MgSO4·7H2O样品，放入已干燥至恒重的瓷坩埚中，置于马沸炉中，在200 ℃脱水1 h。为准确确定脱水后的质量，还需要经过的操作有冷却(干燥器中)至室温→__________                       _________________
（6）硫酸根离子质量分数的测定：准确称取自制的样品0.50 g，用200 mL水溶解，加入2 mol·L－1 HCl溶液5 mL，将溶液加热至沸腾，在不断搅拌下逐滴加入5～6 mL 0.5 mol/L BaCl2溶液，充分沉淀后，得沉淀0.466 g，则样品中w(SO42-)＝________________。
（7）已知：Na2CO3·10H2O (s)=Na2CO3(s)＋10H2O(g) ΔH1＝＋532．36 kJ·mol－1
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)＋9H2O(g) ΔH2＝＋473．63 kJ·mol－1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式__                          __________。
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下列图示与对应的叙述一定正确的是（  ）

A．图1所示，反应：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)，b的压强一定比a大
B．图2表明合成氨反应是放热反应，b表示在反应体系中加入了催化剂
C．图3所示，t1℃时质量分数均为20%的甲、乙两种溶液，升温到t2℃时，两种溶液中溶质的质量分数仍然相等
D．图4所示，用水稀释pH相同的盐酸和醋酸，Ⅰ表示醋酸，Ⅱ表示盐酸，且溶液导电性：c＞b＞a

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火力发电厂释放出大量氮氧化物（NOx）、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：
CH4(g）＋ 4NO2(g）＝4NO(g）＋ CO2(g）＋ 2H2O(g） △H1＝－574 kJ·mol－1    ①
CH4(g）＋ 4NO(g）＝2N2(g）＋ CO2(g）＋ 2H2O(g） △H2＝－1160 kJ·mol－1    ②
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为                                   。
（2）脱碳。将CO2转化为甲醇：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g）  △H3
       
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答：0～10 min内，氢气的平均反应速率为   mol/(L·min)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，则平衡        （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
②如图2，25℃时以甲醇燃料电池（电解质溶液为稀硫酸）为电源来电解300mL 某NaCl溶液，正极反应式为                        。在电解一段时间后，NaCl溶液的pH值变为13（假设NaCl溶液的体积不变），则理论上消耗甲醇的物质的量为     mol。
③取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图3所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3    0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后，与一定量氨气、空气反应，生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是                                           (用离子方程式表示)；室温时，向(NH4)2SO4,溶液中滴人NaOH溶液至溶液呈中性，则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na＋）       c(NH3·H2O)。（填“＞”、“＜”或“＝”）
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中国环境监测总站数据显示，颗粒物(PM2.5等)为连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
⑴ 将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：
离子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3-
Cl－
浓度/mol•L－1
4×10－6
6×10－6
2×10－5
4×10－5
3×10－5
2×10－5
 
根据表中数据计算PM2.5待测试样的pH ＝　       　。
⑵ NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：

① N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H＝　              　。
② 当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式　                                          　。
③ 汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，有人设想按下列反应除去CO：
2CO(g)＝2C(s)＋O2(g),已知该反应的△H＞0，该设想能否实现？　  　。
⑶ 碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

① 用离子方程式表示反应器中发生的反应　                           　。
② 用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是                                                 　。
③ 用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH）表示），NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：Ni(OH)2＋MNiO(OH)＋MH，电池放电时，负极电极反应式为　                                　； 充电完成时，全部转化为NiO(OH)，若继续充电，将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极电极反应式为　　　　　    　　    　。
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