对二甲苯主要用作生产聚酯纤维、树脂和涂料的原料，也用作溶剂。工业上利用甲苯和甲醇发生甲基化反应可获得，同时得到副产品间二甲苯和邻二甲苯，相关反应如下：i． ii． iii．请回答下列问题：

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1. 对二甲苯 $\text{[math]}$ 主要用作生产聚酯纤维、树脂和涂料的原料，也用作溶剂。工业上利用甲苯 $\text{[math]}$ 和甲醇 $\text{[math]}$ 发生甲基化反应可获得 $\text{[math]}$ ，同时得到副产品间二甲苯 $\text{[math]}$ 和邻二甲苯 $\text{[math]}$ ，相关反应如下：

i． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

ii． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

iii． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

请回答下列问题：

(1) 标准摩尔生成焓 $\text{[math]}$ 是指标准状态下，由稳定的单质生成 $\text{[math]}$ 该物质的焓变。稳定单质的 $\text{[math]}$ 。有关物质的标准摩尔生成焓如下表所示。

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	18.0	a	50.4	$\text{[math]}$

①根据表中数据计算 $\text{[math]}$ 。

②异构化反应 $\text{[math]}$ 正反应的活化能(填“大于”或“小于”)逆反应的活化能。

(2) 恒压条件下将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按一定比例通入某密闭容器中发生反应i、ii、iii，不同温度下 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ 的平衡选择性[用 $\text{[math]}$ 表示，如 $\text{[math]}$ ]如图所示。

曲线能代表 $\text{[math]}$ 的平衡选择性(填字母)，判断方法为。

(3) 对二甲苯 $\text{[math]}$ 能萃取水溶液中的某些酸(用 $\text{[math]}$ 表示)，为此进行如下探究。一定温度下，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 溶液混合，充分搅拌，静置平衡后 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 中的浓度为 $\text{[math]}$ (忽略溶液混合时的体积变化)。

已知：i． $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 中不能电离，在水中按 $\text{[math]}$ 电离。

ii．两相平衡体系中， $\text{[math]}$ 在有机相 $\text{[math]}$ 和水相 $\text{[math]}$ 中的分配系数为 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 只与温度有关)，即达到平衡后，以 $\text{[math]}$ 分子形式存在于有机相和水相中的比例为 $\text{[math]}$ 。

①若向平衡体系中再加入适量 $\text{[math]}$ 固体，充分搅拌，静置平衡后 $\text{[math]}$ (填“增大”“不变”或“减小”)。

② $\text{[math]}$ 的电离平衡常数 $\text{[math]}$ 。

【考点】

盖斯定律及其应用; 电离平衡常数;

【答案】

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综合题困难

1. 甲醇 $\text{[math]}$ 是重要的能源物质，研究甲醇具有重要意义。

(1) $\text{[math]}$ 燃烧热 $\text{[math]}$ 分别 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 热化学反应方程式：。

(2) 利用工业气中的 $\text{[math]}$ 可制取甲醇，其反应为： $\text{[math]}$ 。常温常压下已知下列反应的能量变化如图所示：

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：。

(3) 为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种甲醇-空气燃料电池(装置甲)，电解质是掺入了 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 晶体，在高温下它能传导 $\text{[math]}$ 离子。以该电池为电源，通过装置乙实现铁棒上镀铜。

①b处应通入(填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)，a处电极上的反应是。

②电镀结束后，装置乙中 $\text{[math]}$ 的物质的量浓度(填“变大”“变小”或“不变”)。

③该过程若完全反应，装置乙中阴极质量变化 $\text{[math]}$ ，则装置甲中理论上消耗甲醇 $\text{[math]}$ 。

(4) 甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后将 $\text{[math]}$ 氧化成 $\text{[math]}$ ，然后以 $\text{[math]}$ 作氧化剂把水中的甲醇氧化成 $\text{[math]}$ 而净化。实验室用图装置模拟该过程。写出阳极电极反应式：。

综合题困难

回答下列问题。

Ⅰ．根据表中数据，完成下列填空。

物质

HCOOH

HCN

$\text{[math]}$

电离常数（常温下）

$\text{[math]}$

（1）常温下，0.1mol/L的HCN溶液中， $\text{[math]}$ 约为。

（2）常温下，在相同浓度的HCOOH和HCN溶液中，溶液导电能力更强的是溶液（填化学式）。根据电离平衡常数判断，以下反应不能进行的是。

A． $\text{[math]}$

B． $\text{[math]}$

C． $\text{[math]}$

D． $\text{[math]}$

Ⅱ．为了减少CO的排放，某环境研究小组以CO和H₂为原料合成清洁能源二甲醚(DME)，反应如下：4H₂(g)+2CO(g) $\text{[math]}$ CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)　ΔH=－198kJ·mol^－¹。

（3）如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为（填曲线标记字母），其判断理由是。

（4）在一定温度下，向2.0L固定容积的密闭容器中充入2mol $\text{[math]}$ 和1molCO，经过一段时间后，反应 $\text{[math]}$ 达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表：

时间/min	0	20	40	80	100
$\text{[math]}$ /mol	2.0	1.4	0.85	0.4	—
$\text{[math]}$ /mol	1.0	—	0.425	0.2	0.2
$\text{[math]}$ /mol	0	0.15	—	—	0.4
$\text{[math]}$ /mol	0	0.15	0.2875	0.4	0.4

①0～20min的平均反应速率 $\text{[math]}$ mol·L $\text{[math]}$ ·min $\text{[math]}$ 。

②达到平衡时， $\text{[math]}$ 的转化率为。

③能表明该反应达到平衡状态的是（填字母）。

A．容器中二甲醚的浓度不变 B．混合气体的平均相对分子质量不变

C． $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的比值不变 D．混合气体的密度不变

综合题普通

工业上使用黄铁矿 $\text{[math]}$ 制硫酸。

Ⅰ．掺烧 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，用于制铁精粉和硫酸

（1）已知： $\text{[math]}$ 为吸热反应。 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 固体在 $\text{[math]}$ 氧气中完全燃烧生成气态 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 固体，放出 $\text{[math]}$ 热量。

① $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应的热化学方程式为。

②将 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 掺烧(混合燃烧)，其目的包括(填字母)。

a．节约燃料和能量 b．为制备硫酸提供原料 c．减少空气污染

（2） $\text{[math]}$ 常带一定量的结晶水。 $\text{[math]}$ 分解脱水反应的能量变化如下图所示。

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

②为维持炉内温度基本不变， $\text{[math]}$ 所带结晶水越多，掺烧比 $\text{[math]}$ 应。(填“增大”“减小”或“不变”)。

Ⅱ．传统工业中以黄铁矿为原料制备硫酸的原理如图所示：

（3）上述生产过程中采用了多种措施加快反应速率，如：。

（4）已知： $\text{[math]}$ ，在不同温度和压强下，平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率如下表所示：

温度 $\text{[math]}$	平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率 $\text{[math]}$
温度 $\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
450	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
550	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

①上述数据表明， $\text{[math]}$ 是(填“吸热”或“放热”)反应。

②结合平衡移动原理解释相同温度下达到平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率随压强变化的原因：。

综合题普通