题目内容
【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:
。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【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
【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)。