题目内容
【题目】掌握仪器名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础,下图为两套实验装置。
(1)写出下列仪器的名称:
a.________,b.________,c.________。
(2)仪器a~e中,使用前必须检查是否漏水的有________(填序号)。
(3)若利用装置Ⅰ分离四氯化碳和酒精的混合物,温度计水银球的位置在________处。冷凝水由________(填“f”或“g”,下同)口通入,________口流出。
(4)现需配制0.125 mol·L-1 NaOH溶液450 mL,装置Ⅱ是某同学转移溶液的示意图。
①图中的错误是__________________。
除了图中给出的仪器和托盘天平外,为完成实验还需要的仪器有_________________________。
②根据计算得知,需称量NaOH的质量为__________________________g。称量时,往左盘烧杯中逐步添加药品至天平平衡,当只缺少量晶体时,其操作方法是_______________________________。
③下列操作使配制的NaOH溶液浓度偏低的有________。
A.将砝码放在左盘上,NaOH放在右盘上进行称量(使用游码)
B.选用的容量瓶内有少量蒸馏水
C.定容摇匀后,液面下降,又加水至刻度线
D.整个配制过程中,容量瓶不振荡
【答案】蒸馏烧瓶冷凝管 500 mL容量瓶c支管口gf未用玻璃棒引流玻璃棒、药匙、胶头滴管2.5 轻拍手腕,使少量晶体落入烧杯中AC
【解析】
(1)蒸馏装置中的主要仪器有蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶、酒精灯,a为蒸馏烧瓶,b为冷凝管,e为锥形瓶,c为500 mL容量瓶。(2)容量瓶在使用前要检查是否漏水,蒸馏烧瓶、冷凝管不需要检查是否漏水,只需要检查其相应的气密性即可。(3)分离四氯化碳和酒精的混合物用蒸馏的方法分离,温度计应位于蒸馏烧瓶支管口,冷凝管下口是进水口,上口是出水口。(4)①配制一定物质的量浓度的溶液是必须用玻璃棒引流,防止液体外溅,并且当滴加到离刻度线1~2 cm时改用胶头滴管滴加液体。②实验室没有450 mL的容量瓶,应配制500 mL,则需n(NaOH)=0.125 mol·L-1×0.5 L=0.0625 mol,m(NaOH)=0.0625 mol×40 g·mol-1=2.5 g。称量时,往左盘烧杯中逐步添加药品至天平平衡,当只缺少量晶体时,其操作方法是轻拍手腕,使少量晶体落入烧杯中。③A.将砝码放在左盘上,NaOH放在右盘上进行称量,称量氢氧化钠质量偏低,浓度偏低;B.容量瓶中有水,溶质的总物质的量不发生变化,不影响实验结果的准确性;C.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面不到刻度线,再加水至刻度线,导致配制的溶液体积偏大,溶液的浓度偏低;D.配制过程中,不振荡容量瓶,由于分子间有空隙,混合后体积偏小,浓度偏大。故选AC。
【题目】以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点,但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。
(1)以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应:
主反应:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H=+49 kJmol-1
副反应:H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41 kJmol-1
①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO,则该反应的化学方程式为_________________________,既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是_________________________。
②分析适当增大水醇比(nH2O∶nCH3OH)对甲醇水蒸气重整制氢的好处_________________________。
③某温度下,将nH2O∶nCH3OH =1∶1的原料气充入恒容密闭容器中,初始压强为p1,反应达到平衡时总压强为p2,则平衡时甲醇的转化率为_________________________。(忽略副反应)
(2)工业常用CH4 与水蒸气在一定条件下来制取H2,其原理为:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+203kJ·mol-1
①该反应的逆反应速率表达式为; V逆=k·c(CO)·c3(H2),k为速率常数,在某温度下,测得实验数据如表:
CO浓度(mol·L-1) | H2浓度(mol·L-1) | 逆反应速率(mol·L-1·min-1) |
0.05 | C1 | 4.8 |
c2 | C1 | 19.2 |
c2 | 0.15 | 8.1 |
由上述数据可得该温度下,上述反应的逆反应速率常数k 为__________L3·mol-3·min-1。
②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol 的CH4和水蒸气,在一定条件下发生上述反应,测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示,则压强Pl_____P2(填“大于”或“小于”)温度T3_______T4(填“大于”或“小于”);压强为P1时,在N点; v正_______v逆(填“大于”或“小于”或“等于”)。求N点对应温度下该反应的平衡常数 K=_____________________。