冰水中冷却，析出晶体，再过滤得三乙醚合溴化镁粗产品。

V.用苯洗涤粗产品，减压过滤，得三乙醚合溴化镁，将其加热至160℃分解得无水 MgBr2。 回答下列问题：

(1)装置A中使用仪器m的优点是________。

(2)步骤I中所选装置的正确连接顺序是a________ (填小写字母)。装置D的作用是________。

(3)若加热装置A一段时间后发现忘记加入碎瓷片，应该采取的正确操作是________。 (4)步骤V中用苯洗涤三乙醚合溴化镁的目的是________。

(5)步骤V采用减压过滤（使容器内压强降低，以达到固液快速分离）。下列装置可用作减压过滤的是________(填序号）。

(6)实验中若温度控制不当，装置B中会产生CH2Br—CH2Br。请设计实验验证 CH2Br—CH2Br的存在：从反应后的混合物中分离提纯得到CH2Br—CH2Br，_______。

【答案】 (1). 使系统内压强相等，便于液体顺利流下 (2). efbcg（ef可颠倒，bc可颠倒） (3). 防止倒吸 (4). 停止加热，冷却后补加碎瓷片 (5). 除去乙醚和乙醇 (6). bc (7). 取少量CH2Br-CH2Br于试管中，加入NaOH溶液，加热，再加入稀硝酸酸化，滴加AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成，证明有CH2Br-CH2Br。 【解析】 【分析】

从实验目的和实验步骤看，以镁屑与液溴等为原料先制备三乙醚合溴化镁，再加热分解制备无水MgBr2。故用A装置制备乙醚并导入装置B，中间加装置D防止倒吸；用装置E将溴蒸气缓慢导入装置B，使溴与镁反应。

【详解】(1)装置A中仪器m为恒压漏斗，其左侧导管可使漏斗内和烧瓶内气体相通、压强相等，打开恒压漏斗时液体能顺利流下。

(2)为使镁、溴、乙醚反应生成MgBr2 ? 3C2H5OC2H5，由装置A制备乙醚并导入装置B，用装

置D防止装置B中液体倒吸至装置A中；装置E用干燥的氮气将溴蒸气缓慢导入装置B。故仪器连接顺序为a－e，f－b，c－g（ef可颠倒，bc可颠倒）。

(3)加热液体易发生暴沸现象，常加入碎瓷片防止暴沸。若加热装置A一段时间后发现忘记加入碎瓷片，应该停止加热，冷却后补加碎瓷片。

(4)步骤IV得到的三乙醚合溴化镁粗产品吸附有乙醚和乙醇，步骤V中用苯洗涤就是为了除去这些杂质。

(5)减压过滤能使容器内压强降低而容器外压强不变，以快速分离固液混合物。装置 b用水流冲出装置内空气、装置c用抽气泵抽出装置内空气，使装置内压强减小。装置a、d都不能使固液混合物上下压强差变大，不能加速固液分离。

(6)若装置A温度控制不当，可能生成CH2=CH2气体，在装置B中与溴加成产生CH2Br—CH2Br。检验CH2Br—CH2Br即检验溴原子，可将其水解为溴离子，再用稀硝酸、AgNO3溶液检验溴离子，从而证明其存在。具体操作为：从反应后的混合物中分离提纯得到CH2Br—CH2Br，取少量CH2Br-CH2Br于试管中，加入NaOH溶液，加热，再加入稀硝酸酸化，滴加AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成，证明有CH2Br-CH2Br。

9.CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。回答下列问题： （1）CH4超干重整CO2的催化转化如图所示：

①已知相关反应的能量变化如图所示：

过程Ⅰ的热化学方程式为________。

②关于上述过程Ⅱ的说法不正确的是________（填序号）。 a．实现了含碳物质与含氢物质的分离 b．可表示为CO2＋H2＝H2O（g）＋CO c．CO未参与反应

d．Fe3O4、CaO为催化剂，降低了反应的ΔH

③其他条件不变，在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，反应CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g）进行相同时间后，CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点所代表的状态________（填“是”或“不是”）平衡状态；b点CH4的转化率高于c点，原因是________。 （2）在一刚性密闭容器中，CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa，加入Ni／α－Al2O3催化剂并加热至1123K使其发生反应CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g）。

①研究表明CO的生成速率υ（CO）＝1.3×10－2·p（CH4）·p（CO2）mol·g－1·s－1，某时刻测得p（CO）＝20kPa，则p（CO2）＝________kPa，υ（CO）＝________mol·g－1·s

－1

。

②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍，则该反应的平衡常数的计算式为Kp＝________（kPa）2。（用各物质的分压代替物质的量浓度计算）

（3）CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得草酸（H2C2O4）。常温下，向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中，则此时溶液的pH

＝________。（已知常温下H2C2O4的Ka1＝6×10－2，Ka2＝6×10－5，lg6＝0.8）

【答案】 (1). CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=247.4kJ·mol (2). cd (3). 不是 (4). b和c都未达平衡，b点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高 (5). 15 (6). 1.95 (7). 【解析】 【分析】

(8). 2.7 -1

由能量－反应进程曲线得热化学方程式，应用盖斯定律可得过程I的热化学方程式。过程II中进入循环的物质是最初反应物，出循环的物质是最终生成物，可得总反应方程式。恒温恒容时组分气体的分压与其物质的量成正比，故用分压代替物质的量进行计算。草酸溶液与NaOH溶液混合后，其两步电离平衡仍然存在，据电离常数表达式可求特定条件下溶液的pH。

【详解】(1)①据CH4超干重整CO2的催化转化图，过程I的化学反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。由能量－反应进程曲线得热化学方程式： CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH＝+206.2kJ·mol （i） CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH＝－165kJ·mol-1 （ii）

(i)×2+(ii)得过程I的热化学方程式：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=247.4kJ·mol-1

②过程Ⅱ物质变化为：左上（CO、H2、CO2）+ 右下（惰性气体）→ 左下（H2O）+ 右上（CO、惰性气体），总反应为H2+CO2=H2O+CO。Fe3O4、CaO为总反应的催化剂，能降低反应的活化能，但不能改变反应的ΔH。故ab正确，cd错误。

③通常，催化剂能加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间。但催化剂不能使平衡发生移动，即不能改变平衡转化率。若图中a点为化学平衡，则保持温度不变（800℃），将催化剂II换成I或III，CH4转化率应不变，故a点不是化学平衡。

同理，图中b、c两点都未达到化学平衡。据题意，b、c两点只有温度不同，b点温度较高，反应速率快，相同时间内CH4转化率高。

(2)①据气态方程PV＝nRT，恒温恒容时某组分气体的分压与其物质的量成正比。则反应中分压为

1123K恒容时，CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g） 起始分压/kPa： 20 25 0 0 改变分压/kPa： 10 10 20 20 某时分压/kPa： 10 15 20 20

即某时刻p(CO2)＝15kPa，p(CH4)＝10kPa。代入υ(CO)＝1.3×10·p(CH4)·p(CO2)mol·g

－1

－2

-1

·s－1＝1.95mol·g－1·s－1。

②设达到平衡时CH4的改变分压为x kPa，

1123K恒容时，CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g） 起始分压/kPa： 20 25 0 0