题目内容
【题目】向含有1molHNO3和1molH2OS4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,溶液中金属阳离a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是()
A. a表示n(Fe3+)的变化曲线
B. n1=0.75
C. P点时,n(Fe2+)=0.5625 mol
D. 向P点溶液中加入铜粉,最多可溶解14.4g
【答案】C
【解析】
试题A.向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,有效发生反应:Fe+4H++NO3-═Fe3++NO↑+2H2O,铁过量后是2Fe3++Fe=3Fe2+,a是表示Fe3+的关系曲线,A项正确;B.向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,先是和H+以及NO3-反应,NO3-能将Fe氧化为Fe3+,自身还原为NO,方程式为Fe+4H++NO3-═Fe3++NO↑+2H2O,1molHNO3和1molH2SO4共有3moLH+,1mol的NO3-完全氧化需要4molH+,H+离子完全消耗,产生Fe3+离子为3/4mol,即n1=0.75mol,B项正确;C.当铁过量,会有:2Fe3++Fe=3Fe2+,设Fe3+被还原x mol, 2Fe3++Fe=3Fe2+,
2 3
x 1.5x
n2点时候Fe3+和Fe2+的物质的量相同,即0.75-x=1.5x,x=0.3,此时Fe3+的为0.45,所以p点时,n(Fe2+)=0.45mol,C项错误;D.向P点溶液中加Cu:2Fe3++Cu=3Fe2++Cu2+,设加入铜的质量是y,
2 64
0.45 y
解得y=14.4,即最多可溶解14.4gCu粉,D项正确;答案选C。
【题目】二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点为-141.5℃,沸点为-24.9℃。二甲醚与液化石油气(LPG)相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气(CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1= -90.0 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-20.0kJ·mol-l
回答下列问题:
(1)反应①为熵___________(填“增加”或“减少”)的反应,__________ (填“低温”或“高温”)下易自发进行。
(2)写出由合成气(CO、H2) 直接制备二甲醚的热化学方程式:__________________________________。
(3)温度为500K时,在2L的密闭容器中充入2 mol CO和6 molH2发生反应①、②,5 min时达到平衡,平衡时CO的转化率为60%,c(CH3OCH3)=0.2 mol·L-1,用H2表示反应①的速率是______________,反应②的平衡常数K=________________。
若在500K时,测得容器中n(CH3OCH3)=2n (CH3OH),此时反应②的v正__ v逆(填“>”、 “< ”或“=”)。
(4)研究发现,在体积相同的容器中加入物质的量相同的CO和H2发生反应①、②,在不同温度和有无催化剂组合下经过相同反应时间测得如下实验数据:
T(K) | 催化剂 | CO转化率(%) | CH3OCH3选择性(%) |
473 | 无 | 10 | 36 |
500 | 无 | 12 | 39 |
500 | Cu/ZnO | 20 | 81 |
[备注]二甲醚选择性:转化的CO中生成CH3OCH3的百分比
①相同温度下,选用Cu/ZnO作催化剂,该催化剂能____________ (填标号)。
A.促进平衡正向移动 B.提高反应速率 C.降低反应的活化能
D.改变反应的焓变 E.提高CO的平衡转化率
②表中实验数据表明,在500K时,催化剂Cu/ZnO对CO转化成CH3OCH3的选择性有显著的影响,其原因是_________________________________________________。