题目内容
【题目】甲醇是一种用途非常广泛的基础化工原料,可通过下列反应合成:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H1
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H2
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)△H3
回答下列问题
(1)反应(Ⅰ)的△S________(填“>”或“<”)0,△H1=________(用△H2、△H3表示)。
(2)上述反应的平衡常数的自然对数值lnKP(KP为以分压表示的平衡常数)与温度的关系如图甲所示
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①反应(Ⅱ)的△H________(填“>”或“<”)0。
②480K时,lnKP(Ⅰ)+lnKp(Ⅱ)+lnKp(Ⅲ)=________。
③某温度下,向某恒容密闭容器中充入0.1 molCO和0.2molH2发生反应(Ⅰ),达到平衡时,CO的转化率为90%,若平衡时总压强5MPa,则KP=________(KP为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(3)若用CO和CO2混合气体合成甲醇,起始时均控制
=2.60,CO的平衡转化率X(CO)与温度及压强的关系如图乙所示。下列说法正确的是_____(填字母)。
A p1<p2<p3
B 升高温度,反应速率和X(CO)均减小
C 起始时若p2=7.2MPa,则H2的分压为5.2MPa
D 其他条件不变,增大
,X(CO)增大
【答案】< △H2+△H3 < -8 12.96 CD
【解析】
(1)根据反应前后气体分子数变化确定ΔS;根据盖斯定律计算反应的ΔH1;
(2)①根据温度对K的影响分析反应的热效应;
②根据图像中温度为480K时各反应的lnKp值进行计算即可;
③根据平衡三段式,结合Kp的表达式进行计算;
(3)A.结合压强对平衡移动的影响分析;
B.结合温度对反应速率和平衡移动的影响分析;
C.根据压强之比等于物质的量之比进行计算;
D.根据浓度对平衡移动的影响分析。
(1)反应Ⅰ反应后气体分子数减小,则ΔS<0;已知:Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H2,Ⅲ.CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)△H3,根据盖斯定律,由Ⅱ+Ⅲ可得CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),则反应Ⅰ是反应热ΔH1= △H2+△H3;
(2)①由图可知,当温度升高时,lnKp减小,则Kp减小,说明升高温度,平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,因此ΔH<0;
②由于反应Ⅰ可以通过反应Ⅱ和Ⅲ相加得到,所以Kp(Ⅰ)= Kp(Ⅱ) Kp(Ⅲ),所以lnKp(Ⅰ)= Kp(Ⅱ) +Kp(Ⅲ)=-4,由图可知,当温度为480K时,lnKp(Ⅰ)=-4,所以lnKp(Ⅰ)+lnKp(Ⅱ)+lnKp(Ⅲ)=-4-4=-8;
③平衡时CO的转化率为90%,则参与反应的n(CO)=0.1mol×90%=0.09mol,根据反应的化学方程式可知,参与反应的n(H2)=0.09mol×2=0.18mol,反应生成的n(CH3OH)=0.09mol;则反应达到平衡时n(CO)=0.1mol-0.09mol=0.01mol、n(H2)=0.2mol-0.18mol=0.02mol、n(CH3OH)=0.09mol;则平衡时CO产生的分压
,H2产生的分压
,CH3OH产生的分压
,因此该反应用分压表示的平衡常数
;
(3)A.由于合成甲醇的反应为气体分子数减小的反应,因此增大压强,平衡正向移动,CO的转化率增大,因此相同温度下, 转化率越大,压强越大,故p1>p2>p3,故A错误;
B.升高温度,反应速率加快,故B错误;
C.由于
, 因此可令n(H2)=2.60mol、n(CO+CO2)=1.00mol,根据压强之比等于物质的量之比,可得等式
, 即
, 解得p(H2)=0.52MPa,故C正确;
D.其他条件不变时,增大
, 则相当于增大c(H2),平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,故D正确;
故答案为:CD。
【题目】苯甲醛是一种重要的化工原料,某小组同学利用如图所示实验装置(夹持装置已略去)制备苯甲醛。已知有机物的相关数据如下表所示:
有机物 | 沸点℃ | 密度为g/cm3 | 相对分子 质量 | 溶解性 |
苯甲醛 | 178.1 | 1.045 | 106 | 微溶于水,易溶于乙醇、醚和卤代烃 |
苯甲醇 | 205.7 | 1.045 | 108 | 微溶于水,易溶于乙醇、醚和卤代烃 |
二氯甲烷 | 39.8 | 1.33 | 难溶于水,易溶于有机溶剂 |
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实验步骤:
①向容积为500mL的三颈烧瓶加入90.0mL质量分数为5%的次氯酸钠溶液(稍过量),调节溶液的pH为9~10后,加入3.1mL(约3.24g)苯甲醇、75.0mL二氯甲烷,不断搅拌。
②充分反应后,用二氯甲烷萃取水相3次,并将有机相合并。
③向所得有机相中加入无水硫酸镁,过滤,得到有机混合物。
④蒸馏有机混合物,得到1.908g苯甲醛产品。
请回答下列问题:
(1)仪器b的名称为______,搅拌器的作用是______。
(2)苯甲醇与NaClO反应的化学方程式为_______。
(3)步骤①中,投料时,次氯酸钠不能过量太多,原因是____;步骤③中加入无水硫酸镁,若省略该操作, 可能造成的后果是______。
(4)步骤②中,应选用的实验装置是___(填序号)。
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(5)步骤④中,蒸馏温度应控制在_______左右。
(6)本实验中,苯甲醛的产率为________(保留到小数点后一位)。
【题目】下列有关实验操作、现象和结论都正确的是( )
选项 | 实验操作 | 现象 | 结论 |
A | 稀硝酸溶液中加入过量铁粉充分反应后,滴加KSCN溶液 | 溶液变为血红色 | 稀硝酸具有氧化性,能将Fe氧化成Fe3+ |
B | 向AgNO3溶液中滴加过量氨水 | 溶液澄清 | Ag+与NH3·H2O能大量共存 |
C | 向某溶液中滴加稀NaOH溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口 | 试纸变蓝 | 该溶液中存在NH4+ |
D | 向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量的BaCl2固体 | 溶液红色变浅 | 证明Na2CO3溶液中存在水解平衡 |
A. AB. BC. CD. D
【题目】某温度下,向2L恒容密闭容器中充入1molA和1molB,发生反应A(g)+B(g)
C(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表,下列说法正确的是( )
t/s | 0 | 5 | 15 | 25 | 35 |
n(A)/mol | 1.0 | 0.85 | 0.81 | 0.80 | 0.80 |
A.反应在前5s的平均速率V(A)=0.03mol/(L·s)
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41mol·L-1,则反应的△H>0
C.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molC,达到平衡时,C的分解率大于80%
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.2molA.0.2molB和1.0molC,反应达到平衡前反应速率V(正)<V(逆)