甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO ( g ) + 2H2 ( g ) 
CH3OH ( g ) △H＝-90.8 kJ·mol－1 在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH2，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态A 时，容器的体积为20 L。
（1）该反应的化学平衡常数表达式为 。
（2）如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2，
则在平衡状态B时容器的体积V（B）= L。
（3）关于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在化学平衡状态时的描述正确的是 （填字母）。
A．CO的含量保持不变
B．容器中CH3OH浓度与CO浓度相等
C．2V正（CH3OH）=V正（H2）
D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（4）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，按照相同的物质的量 投料，测得CO在 不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是 。
A．温度：T1 < T2 <T3
B．正反应速率：ν（a）>ν（c）； ν（b）>ν（d）
C．平衡常数： K(a) ="K(c)" ； K(b) >K(d)
D．平均摩尔质量：M(a)<M(c)； M(b)>M(d)
（5）已知CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） △H=" +" 41.3 kJ·mol－1，试写出由 CO2和H2制取甲醇的热化学方程式 。
（本题16分）无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业制备无水AlCl3的流程如下：
（1）氯化炉中通入O2的目的是 _________。
（2）氯化炉中Al2O3、C12和C反应的化学方程式是____________________________。
（3）氯化炉中导出的气体，通常用亚硫酸钠溶液来吸收，请写出用Na2SO3溶液处理尾气时发生反应的离子方程式___________________________________________________。
（4）在升华器中加入铝粉的目的是_________________________________________。
（5）用氯化铝晶体（AlCl3·6H2O）在HCl气中加热也能进行无水氯化铝的制备。但若实验条件控制不当，最终得到的物质是碱式氯化铝[化学式为Al2(OH)nCl(6-n)]，且质量是原氯化铝晶体（AlCl3·6H2O）的40%，则可推算n的值为 。
（6）镀铝电解池中，金属铝为阳极，熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl4－形式存在，则阳极的电极反应式为___________________________________。
（本题16分）工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
（1）已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(g) ΔH＝－1275.6 kJ／mol
②2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ／mol
③H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：____________ ________
（2）甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:
①脱氢反应的△H_____0，600K时，Y点甲醇的υ(正) _____υ(逆)（填“>”或“<”）
②从Y点到X点可采取的措施是_______________________________________________。
③有同学计算得到在t1K时，该反应的平衡常数为8.1mol·L－1。你认为正确吗？请说明理由__________________________________________________________________________。
（3）纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中，使用不同方法制得的Cu2O（Ⅰ）和（Ⅱ）分别进行催化CH3-OH的脱氢实验：
CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)
CH3OH的浓度（mol·L－1）随时间t (min)变化如下表：
| 序号 |
温度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
| ① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
| ② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
| ③ |
T2 |
0.10 |
0.094 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
可以判断：实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H2)＝ ；实验温度T1 T2（填“>”、“<”）；催化剂的催化效率：实验① 实验②（填“>”、“<”）。
（4）用CH3-OH、空气、KOH溶液和石墨电极可构成燃料电池。则该电池的负极反应式为：
___________________________________________。
MnO2与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾（K2MnO4）和KCl，K2MnO4溶液经酸化后转化为MnO2和KMnO4。一种MnO2制备KMnO4的方法如下：
（1）写出“溶化氧化”的化学反应方程式： ；
（2）从溶液②中得到KMnO4粗晶体的方法是 ；
（3）上述流程中可以循环使用的物质是 ；
（4）理论上（若不考虑制备过程中的损失与物质循环）1mol MnO2可制的 mol KMnO4；
（5）已知293K时醋酸钾的溶解度为217g，硫酸钾的溶解度为11.1g，请解释酸化过程中采用醋酸而不采用盐酸或硫酸的原因：
①不采用盐酸的原因： ；
②不采用硫酸的原因： 。
（6）采用上述流程制备KMnO4产率并不高，为提高产率，还可以采用以下两种方法：
①在K2MnO4溶液中通入氯气，写出该反应的离子方程式 ；
②电解K2MnO4溶液，电解的总反应离子方程式为 。
(16分)化学反应的能量变化、速率、限度是化学研究的重要内容。
（1）有关研究需要得到C3H8(g) = 3C(石墨,s) + 4H2(g)的ΔH，但测定实验难进行。设计下图可计算得到：
①ΔH 0（填>、<或=）
②ΔH =
（用图中其它反应的反应热表示）
（2）甲酸、甲醇、甲酸甲酯是重要化工原料。它们的一些性质如下：
| 物质 |
HCOOH |
CH3OH |
HCOOCH3 |
| 主要 性质 |
无色液体，与水互溶 K(HCOOH)>K(CH3COOH) |
无色液体，与水互溶 |
无色液体，在水中溶解度小，与醇互溶 |
工业制备甲酸原理：HCOOCH3(l) + H2O(l) 
HCOOH(l) + CH3OH(l)，反应吸热，但焓变的值很小。常温常压下，水解反应速率和平衡常数都较小。
①工业生产中，反应起始，在甲酸甲酯和水的混合物中加入少量甲酸和甲醇，从反应速率和限度的角度分析所加甲酸和甲醇对甲酸甲酯水解的影响。
甲醇： 。
甲酸： 。
某小组通过试验研究反应HCOOCH3转化率随时间变化的趋势，在温度T1下，采用酯水比为1:2进行实验，测得平衡是HCOOCH3的转化率为25%。
②预测HCOOCH3转化率随时间的变化趋势并画图表示。
③该反应在温度T1下的平衡常数K= 。
（保留两位有效数字）
（3）HCOOH成为质子膜燃料电池的燃料有很好的发展前景。
写出该燃料电池的电极反应式：
。
(16分)对二甲苯（英文名称p-xylene，缩写为PX）是一种低毒化合物，也是聚酯工业的重要原料，主要用于生产对苯二甲酸（PTA），对苯二甲酸再和乙二醇（EG）反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。国内对二甲苯产量增长步伐放缓，供应缺口加大，近一半的PX依靠进口。以PX为主要原料生产PET的一种路线如下：
（1）PX可以发生的反应类型有加成反应、 、 。（填反应类型）
（2）PX的核磁共振氢谱有 组峰，峰面积之比为 。
（3）反应②的化学方程式为 。（不用注明条件）
（4）PX的来源之一是煤的干馏。已知煤干馏副产物煤焦油主要成分有苯、甲苯、混合二甲苯、酚类等，从煤焦油中分离提纯对二甲苯的方法是 。
（5）“甲苯甲醇烷基化”制备对二甲苯是一条增产PX的新工艺路线：
写出该反应的化学方程式： 。（不用注明条件）
（6）PTA的一种同分异构体X与其含有相同官能团，且其苯环上的一氯取代物有两种，写出化合物X与1,3-丙二醇形成最简单环酯的结构简式： 。
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