【题目】碳及其化合物在化工生产中有着广泛的应用。
I.为解决大气中CO2的含量增大的问题,某科学家提出如下构想:把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收,然后再把CO2从溶液中提取出来,在合成塔中经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇。部分技术流程如下:
(1)吸收池中反应的化学方程式为K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3,△H<0。该反应为可逆反应,从平衡移动原理分析,低温有利于提高原料气的平衡转化率。而实际生产中采用300℃的温度,其原因是 ____________________,_________________________
(2)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H1=-890.3kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ/mol
如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。写出CO2(g)与H2(g)反应生CH4(g)与液态水的热化学方程式_____________。
II.某兴趣小组模拟工业合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在容积固定为2L的密闭容器中充入1mol CO和2mol H2,加入合适的催化剂(催化剂体积忽略不计)后开始反应。测得容器内的压强随时间变化如下:
时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
压强/Mpa | 12.6 | 10.8 | 9.5 | 8.7 | 8.4 | 8.4 |
(1)从反应开始到20min时,以CO表示反应速率为___________________
(2)下列描述能说明反应达到平衡是_______
A.装置内CO和H2的浓度比值不再改变
B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器内气体的压强保持不变
D.容器内气体密度保持不变
(3)该温度下平衡常数K=_______,若达到平衡后加入少量CH3OH(g),此时平衡常数K值将_________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)该反应达到平衡后,再向容器中充入1mol CO和2mol H2,此时CO的转化率将_____(填“增大”、“减小”或“不变”)
【题目】亚硝酰氯(NOCl,熔点:-64.5 ℃,沸点:-5.5 ℃)是一种黄色气体,遇水易反应生成一种无氧酸和两种氮的常见氧化物。亚硝酰氯应用广泛,可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。
(1)甲组同学拟制备原料气NO和Cl2,制备装置如图所示,为制备纯净干燥的气体,补充右表中缺少的药品。
装置Ⅰ | 装置Ⅱ | ||
蒸馏烧瓶中 | A仪器中 | ||
制备纯净的Cl2 | MnO2 | ①______ | ②______ |
制备纯净的NO | Cu | ③______ | ④______ |
(2)乙组同学对甲组同学制取NO的装置略加改良,结合甲组制得的Cl2共同制备NOCl,装置如图所示:
①仪器b的名称为________________。
②组装好实验装置后应先______________,然后依次装入药品。此实验关键操作有两点:一是将Cl2充满D装置的三颈瓶中;二是A中反应开始时要先关闭K2,打开K1,待NO充满装置后再关闭K1,打开K2。这两步操作中充满的目的都是__________________________________________________。
③若C装置中压强过大,可以观察到的现象是_________________________。
④装置D中冰盐水的作用是__________________。
(3)亚硝酰氯(NOCl)纯度的测定:将所得亚硝酰氯(NOCl)产品13.10g溶于水,配制成250mL溶液;取出25.00mL,以K2CrO4溶液为指示剂,用0.8mol·L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为 22.50mL。(已知:Ag2CrO4为砖红色固体)
①亚硝酰氯(NOCl)与水反应的化学方程式为_________________________。
②亚硝酰氯(NOCl)的质量分数为______________________。