题目内容
【题目】(1)甲醇是可再生能源,具有开发应用的广阔前景,回答下列问题:
一定温度下,在一恒容的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号).
A.每消耗1mol CO的同时生成2molH2 B.混合气体总物质的量不变
C.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 D.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示.A、B两点的平衡常数K(A)________K(B)(填“>”、“=”或“<”).
(2)已知25℃合成氨反应中,1mol N2完全转化为NH3时释放的能量为92.4 kJ。现将1mol N2和3mol H2混合置于2L密闭容器中,反应进行到2s末测得NH3为0.4mol。回答下列问题:
① 该反应的热化学方程式是________ ;
② 该反应达到平衡后,升高温度平衡向________ (填“正反应方向”、“逆反应方向”)移动;加入催化剂平衡________(填“正”、“逆”、 “不”)移动;
③ 前2s内v(H2)是________。
【答案】D = N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol 逆 不 0.15 mol/(Ls)
【解析】
根据化学平衡的本质和特征判断是否达到平衡状态;根据勒夏特列原理分析平衡移动的方向。
(1)①A.每消耗1molCO的同时生成2molH2,能证明正逆反应速率是相等的,能说明该反应已达到平衡状态,故A错误;
B.该反应是一个前后气体系数和变化的反应,当混合气体总物质的量不变,能说明达到化学平衡状态,故B错误;
C.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化,是化学平衡状态的特征,故C错误;
D.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等,都表示正反应方向速率,不能证明正逆反应速率是相等的,此时不一定达到化学平衡,故D正确;
②平衡常数只和温度有关,从图中信息可得,A和B点温度相同,故平衡常数相等,所以K(A)=K(B),
故答案为:=;
(2)①书写热化学方程式时,反应热与反应物的物质的量成比例,且要标注物质的聚集状态,由于1molN2完全转化为NH3时释放的能量为92.4kJ,故热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,故答案为:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol;
②由于此反应为放热反应,故升高温度,平衡向着吸热反应方向移动即向逆反应方向移动;使用催化剂,平衡不移动,故答案为:逆,不;
③由于反应进行到2s末测得NH3为0.4mol,故v(NH3)=c(NH3)/ △t=(0.4mol/2L)/2s==0.1mol/(Ls),而一个反应中各物质的反应速率之比等于计量数之比,故有: v(H2)=3/2 v(NH3)=0.15mol/(Ls),故答案为:0.15mol/(Ls)。
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【题目】某化学兴趣小组利用下图装置探究验证黄铜矿(主要成分CuFeS2)在空气中的氧化产物并测定CuFeS2的纯度(杂质为SiO2)。
实验步骤:①组装好仪器,检查装置的气密性良好。②加入药品,打开弹簧夹,从左口不断鼓入空气。③点燃B处的酒精喷灯,高温灼烧石英管中黄铜矿的样品。
请回答下列问题。
(1)仪器A中的试剂是________,其作用为________。
(2)为检验灼烧氧化黄铜矿产生的气体,则C、D中的试剂可选择________(多选)。
a.Na2S溶液、NaOH溶液
b.BaCl2溶液、NaOH溶液
c.品红溶液、NaOH溶液
d.KMnO4溶液、NaOH溶液
(3)查阅资料:
①样品经煅烧后得到的固体可能为泡铜(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO)。
②Cu2O与稀H2SO4的反应为:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O
探究Ⅰ:为验证熔渣的成分,取分离出的熔渣少许于试管中,加入适量的稀硫酸溶解,取两份所得液。完成下表中横线上的内容。
试样 | 加入试剂及操作 | 实验现象 | 得出结论 |
第一份 | 滴入几滴K3Fe(CN)6]溶液 | ________ | 含FeO |
第二份 | 滴入几滴________溶液 | 溶液变为血红色 | 含Fe2O3 |
探究Ⅱ:设计实验方案验证泡铜中是否含有Cu2O?________。
(4)为测定CuFeS2的纯度,称取a g的黄铜矿样品充分燃烧后,甲、乙两组同学设计如下两个不同的实验方案(以下纯度结果均用含相应字母的代数式表示)。
甲方案:若C试管中为足量的H2O2和NaOH的混合溶液,吸收完气体后向C中加入过量的BaCl2溶液振荡且静置,经过滤后处理得到固体为w g,则CuFeS2的纯度为________。写出C试管中吸收气体时的总反应的离子方程式________。
乙方案:从上述煅烧产物中分离出泡铜,使其完全溶于稀硝酸并配成250mL的溶液,取出25.00mL该溶液用c mol·L-1的标准液EDTA(用H2Y2-表示)滴定至终点(滴定荆不与杂质反应),消耗EDTA标准液V mL,则CuFeS2的纯度为________。(滴定时的反应为:Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+)