【题目】氢气和二氧化碳在一定条件下可合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
I、在恒温条件下,分别将2 molCO2和6 mol H2充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(CH3OH)与反应时间t的关系如下表;
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
n(H2)/mol | 6.00 | 4.50 | 3.60 | 3.30 | 3.03 | 3.00 | 3.00 |
n(CH3OH)/mol | 0 | 0.50 | 0.80 | 0.90 | 0.99 | 1.00 | 1.00 |
(1)前10min中利用CO2表示的反应速率为____________。
(2)该温度下,此反应的平衡常数K=__________。
(3)该温度下,若向同容积的另一容器中投入的:CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度分别为2 mol·L-1、2 mol·L-1、1 mol·L-1、1 mol·L-1,则此时v正_______v逆(填“>”、“<”或“=”)。
Ⅱ、在密闭容器中充入1molCO2和3 mol H2,测得混合气体中甲醇的体积分数与温度的关系如图A所示:
试回答下列问题:
(1)该反应是______(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)氢气在Q点的转化率_________(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)氢气在W点的转化率;
(3)解释0—T0内,甲醇的体积分数变化趋势:_______________。
(4)图B表示氢气转化率α(H2)与投料比的关系,请在图B中画出两条变化曲线并标出曲线对应的条件,两条曲线对应的条件分别为:一条曲线对应的压强是1.01×105Pa;另一条曲线对应的压强是3.03×105Pa(其它条件相同)________。
【答案】0.08mol·L—1·min—1 < 放热 小于 温度低于T0时,反应未达到平衡,反应正向进行,使甲醇的体积分数逐渐增大
【解析】
(1)前10min中n(CH3OH)=0.80mol,则参加反应的CO2也为0.80mol,利用v(CO2)==0.08mol·L-1·min-1;答案为:0.08mol·L-1·min-1;
(2) CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始量 2mol 6mol 0 0
变化量 1mol 3mol 1mol 1mol
平衡量 1mol 3mol 1mol 1mol
该温度下,此反应的平衡常数K==;答案为:;
(3)该温度下,若向同容积的另一容器中投入的:CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度分别为2 mol·L-1、2 mol·L-1、1 mol·L-1、1 mol·L-1,Q=>,所以平衡逆向移动,v正<v逆;
Ⅱ、(1)最高点及之后的所有点,都是该温度下的平衡点。从最高点之后进行分析,温度升高,甲醇的体积分数减小,说明平衡逆向移动,该反应是放热反应;答案为:放热;
(2)因为最高点之前的所有点都是未平衡点,所以氢气在Q点的转化率小于氢气在W点的转化率;答案为:小于;
(3)0~T0内,甲醇的体积分数变化趋势,从图中便可看出,即温度低于T0时,反应未达到平衡,反应正向进行,使甲醇的体积分数逐渐增大;答案为:温度低于T0时,反应未达到平衡,反应正向进行,使甲醇的体积分数逐渐增大;
(4)一条曲线对应的压强是1.01×105Pa;另一条曲线对应的压强是3.03×105Pa(其它条件相同)。画线时,注意两点,一是曲线的变化趋势,大,相当于增大H2的体积,虽然平衡正向移动,但H2的转化率减小;二是相同时,增大压强,平衡正向移动,H2的转化率大,所以压强是3.03×105Pa的曲线在压强是1.01×105Pa曲线的上方。故坐标图象为:。
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【题目】在一恒温、恒容密闭容器中发生反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),△H<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。对该反应的说法正确的是
A. 增加Ni的量可提高CO的转化率,Ni的转化率降低
B. 缩小容器容积,平衡右移,△H减小
C. 反应达到平衡后,充入CO再次达到平衡时,CO的体积分数降低
D. 当4v[Ni(CO)4]=v(CO)时或容器中混合气体密度不变时,都可说明反应已达化学平衡状态
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【题目】以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如图:
(1)除去粗盐中的微溶物质CaSO4通常用Na2CO3处理,请用平衡移动原理解释说明:____。
(2)人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。图1表示电解饱和NaCl溶液的装置,X、Y是石墨棒。实验开始时,在两边同时各滴入几滴酚酞溶液,请回答以下问题:
检验Y电极反应产物的方法是_____。电解NaCl溶液的离子方程式是____。
(3)某同学设计一个燃料电池(如图2所示),目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题:
①通入氢气电极的反应式为____。
②石墨电极为_____(填“阳极”或“阴极”),反应一段时间后,在乙装置中滴入酚酞溶液,_____区(填“铁极”或“石墨极”)的溶液先变红。
③如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将____(填“增大”“减小”或“不变”)。
④若在标准状况下,有224mL氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体在标况下体积为_____L;丙装置中阴极析出铜的质量为_____g。(铜的摩尔质量为64)
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【题目】某化学兴趣小组欲制备摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]并探究其分解产物。查到如下信息:
摩尔盐可由FeSO4溶液与(NH4)2SO4溶液混合制备;该物质能溶于水、不溶于乙醇,在空气中能逐渐被氧化;100℃开始分解,且分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。
I.制备摩尔盐
(1)向新制的FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固体,加热,实验过程中最好采用___________加热方式。
(2)蒸发浓缩、冷却结晶使摩尔盐结晶析出,晶体过滤后用_____________洗涤。
(3)该小组用滴定法测产品纯度。现称取a g该产品于锥形瓶中,加蒸馏水溶解,用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液滴定,到达滴定终点时,消耗KMnO4溶液20.00 mL,则该产品的纯度为____________。
II.探究摩尔盐受热分解的产物
(4)验证分解产物中含有氨气和水蒸气,并探究残留固体成分。
①所选用装置的正确连接顺序为___________。(可选部分仪器,填装置的字母序号)
②A中固体完全分解后变为红棕色粉末,设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3,而不含FeO或Fe3O4______________________。
(5)探究分解产物中的硫氧化物,按A-D-B-F的顺序连接装置,进行实验。
①D装置中试剂的作用是____________________________________________。
②实验过程中,仅B中有沉淀生成,其他实验证明摩尔盐受热分解除上述产物外,还有N2生成。写出摩尔盐受热分解的化学方程式__________________________________________。
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【题目】某稀溶液中含有4 mol KNO3和2.5 mol H2SO4,向其中加入1.5 mol Fe,充分反应(已知NO3-被还原为NO),最终溶液体积为1L。下列说法正确的是
A. 所得溶液中c(NO3-)=2.75 mol·L-1
B. 所得溶液中c(Fe2+):c(Fe3+)=1:2
C. 反应后生成NO的体积为33.6 L(标准状况下)
D. 所得溶液中的溶质只有FeSO4
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【题目】酚醛树脂是1907年世界上第一个合成的高分子材料。它是用酚类(如苯酚)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的。如图是实验室制取酚醛树脂的装置图(该实验所用催化剂为浓盐酸)。下列说法错误的是
A.装置中玻璃导管的作用是冷凝回流
B.试管中发生的反应是:
C.待制备实验结束后,取出试管,冷却至室温,加入适温乙醇,并加热,沉淀溶解,说明酸性条件下制得的酚醛树脂为网状结构
D.实验完毕后,若试管用水不易洗涤,可以加入少量乙醇浸泡几分钟,然后洗净
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【题目】利用实验器材(规格和数量不限,省略夹持装置),能够完成相应实验的有几项( )
实验器材 | 相应实验 | |
① | 量筒、温度计、烧杯、碎纸条、盖板 | 中和热的测定 |
② | 烧杯、分液漏斗 | 用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇 |
③ | 量筒、玻璃捧、烧杯、100mL容量瓶 | 用浓盐酸配制100mL0.1molL-1的稀盐酸溶液 |
④ | 烧杯、酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶 | 用H2SO4标准液滴定未知浓度的NaOH溶液 |
⑤ | 蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、直形冷凝管、锥形瓶、牛角管、石棉网 | 分离甲醇和甘油的混合物 |
⑥ | 坩埚、酒精灯、玻璃棒、泥三角、三脚架 | 从食盐水中得到NaCl晶体 |
A.2项B.3项C.4项D.5项
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【题目】苯甲酸乙酯是重要的精细化工试剂,常用于配制水果型食用香精。实验室制备流程如下:
试剂相关性质如下表:
苯甲酸 | 乙醇 | 苯甲酸乙酯 | |
常温性状 | 白色针状晶体 | 无色液体 | 无色透明液体 |
沸点/℃ | 249.0 | 78.0 | 212.6 |
相对分子量 | 122 | 46 | 150 |
溶解性 | 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 | 与水任意比互溶 | 难溶于冷水,微溶于热水,易溶于乙醇和乙醚 |
回答下列问题:
(1)为提高原料苯甲酸的纯度,可采用的纯化方法为_________。
(2)步骤①的装置如图所示(加热和夹持装置已略去),将一小团棉花放入仪器B中靠近活塞孔处,将吸水剂(无水硫酸铜的乙醇饱和溶液)放入仪器B中,在仪器C中加入 12.2 g纯化后的苯甲酸晶体,30 mL无水乙醇(约0.5 mol)和3 mL浓硫酸,加入沸石,加热至微沸,回流反应1.5~2 h。仪器A的作用是_________;仪器C中反应液应采用_________方式加热。
(3)随着反应进行,反应体系中水分不断被有效分离,仪器B中吸水剂的现象为_________。
(4)反应结束后,对C中混合液进行分离提纯,操作I是_________;操作II所用的玻璃仪器除了烧杯外还有_________。
(5)反应结束后,步骤③中将反应液倒入冷水的目的除了溶解乙醇外,还有_____;加入试剂X为_____(填写化学式)。
(6)最终得到产物纯品12.0 g,实验产率为_________ %(保留三位有效数字)。
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【题目】X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素,其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法错误是
A. Q位于第三周期IA族
B. X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱
C. 简单离子半径:M->Q+>R2+
D. Z与M的最高价氧化物对应水化物均为强酸
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