题目内容

13．一定温度下，在三个体积都为2L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）
容器编号温度（℃）起始物质的量（mol）平衡物质的量（mol）
CH3OH（g）CH3OCH3（g）H2O（g）
Ⅰ3900.200.0800.080
Ⅱ390
Ⅲ2300.200.0900.090
回答下列问题：
（1）反应的△H＜O （填“＞”或“＜”）；判断的理由是投料量相同时，温度高的容器，平衡时二甲醚的物质的量小，说明反应为放热反应，△H小于0．
（2）容器I到达平衡所需的时间为20s，反应速率v（CH3OH）为0.004mol/（L•s）．390℃时该反应的平衡常数K1=4（填数值）．
（3）容器II达平衡时，压强是容器I的两倍，CH3OH的体积分数和容器I中的相同，CH3OH起始的物质的量为0.40mol；平衡时CH3OH（g）的体积分数为20%．
（4）390℃，若向3L容器中充入0.9mol CH3OH（g），0.6mol CH3OCH3（g）和0.3molH2O（g），则起始时该反应速率V正＞V逆．（填“＞”“＜”或“=”）

分析 （1）温度降低，化学平衡向着放热方向移动．
（2）根据v=$\frac{△c}{△t}$，再根据化学平衡常数k=$\frac{c（{H}_{2}O）•c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）}{c^2（C{H}_{3}OH）}$计算．
（3）容器Ⅱ达平衡时，压强是容器Ⅰ的两倍，CH3OH的体积分数和容器Ⅰ中的相同，则互为等效平衡，又该反应为气体体积不变的反应，所以只要反应物成比例即等效，等效平衡各物质的体积分数相同，据此分析．
（4）根据化学平衡常数与浓度商的相对大小判断反应方向，如果浓度商小于平衡常数，则平衡向正反应方向进行．

解答 解：（1）温度降低，平衡向着放热方向移动，从图表可得，起始投入量相同时，Ⅲ比Ⅰ的温度低，平衡时二甲醚的物质的量小，说明正方向为放热方向，该反应为放热反应．
故答案为：＜；投料量相同时，温度高的容器，平衡时二甲醚的物质的量小，说明反应为放热反应，△H小于0．
（2）390℃时，根据三段式：
          2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）
起始量：0.2                     0                      0
转化量：0.16                  0.08                  0.08
平衡量：0.04                  0.08                  0.08
则，v（CH3OH）=$\frac{0.16mol÷2L}{20s}$=0.004mol/（L•s），化学平衡常数k=$\frac{（0.08mol÷2L）•（0.08÷2L）}{（0.04÷2L）^2}$=4
故答案为：0.004；4   
（3）容器Ⅱ达平衡时，CH3OH的体积分数和容器Ⅰ中的相同，则互为等效平衡，又该反应为气体体积不变的反应，所以只要反应物成比例即等效，又压强容器Ⅱ达平衡时是容器Ⅰ的两倍，所以开始反应物也应该是容器Ⅰ的两倍，则CH3OH起始的物质的量为0.40mol；等效平衡各物质的体积分数相同，所以平衡时CH3OH（g）的体积分数与容器Ⅰ相同，根据（1）的三段式，则容器Ⅰ平衡时CH3OH（g）的体积分数为：$\frac{0.04}{0.08+0.08+0.04}$×100%=20%，所以容器Ⅱ平衡时CH3OH（g）的体积分数也为40%．
故答案为：0.40mol；20%     
 （4）c（CH3OH）=$\frac{0.9mol}{3L}$=0.3mol/L，c（CH3OCH3 ）=$\frac{0.6mol}{3L}$=0.2mol/L，c（H2O）=$\frac{0.3mol}{3L}$=0.1mol/L，浓度商=$\frac{0.2×0.1}{0.3^2}$=$\frac{2}{9}$，因为387℃时该反应的平衡常数K1=4，又降温平衡向正反应方向移动，所以208℃时平衡常数大于4，则浓度商=$\frac{2}{9}$＜4，所以平衡向正反应方向移动，v正＞v逆，
故答案为：＞．

点评 本题考查了化学平衡常数的有关计算以及等效平衡的应用，根据平衡常数公式计算平衡常数，再结合浓度与反应速率的关系、化学平衡常数与浓度商之间的关系来分析解答，注意该反应特点，题目难度中等

练习册系列答案
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3．某实验小组用下图所示的装置制备一硝基甲苯（含邻硝基甲苯和对硝基甲苯）：
反应原理：
实验步骤：①配制浓硫酸与浓硝酸（按体积比1：3）的混合溶液（即混酸）40mL；
②在三颈瓶中加入15mL（13g）甲苯，
③按图所示装好药品，并装好其他仪器；
④向三颈瓶中加入混酸，并不断搅拌（磁力搅拌器以略去）；
⑤控制温度约为50℃，反应大约10min，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现；
⑥分离出一硝基甲苯．
实验中可能用到的数据：
密度g•cm-3沸点/℃溶解性
甲苯0.866110.6不溶于水，易溶于硝基甲苯
产品11.286237.7不溶于水，易溶于液体烃
产品21.162222不溶于水，易溶于液体烃
请回答下列问题：
（1）配制40mL混酸的操作是将30mL浓硝酸注入烧杯中，再沿烧杯内壁注入10mL浓硫酸，边加边搅拌；
（2）本实验中浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂；
（3）装置中仪器A使用前须清洗干净并检漏；
（4）分离产品的方案如下：

操作2必需的玻璃仪器共有6种．
（5）若最终得到产品1和产品2的总质量为17.42g，则一硝基甲苯的总产率是89.99%（保留两位小数）
4．某课外兴趣小组欲测定某NaOH溶液的浓度，其操作步骤如下：①碱式滴定管用蒸馏水洗净后，用待测溶液润洗后，再注入待测溶液，调节滴定管的尖嘴部分充满溶液，并使液面处于“0“刻度以下的位置，记下读数；将锥形瓶用蒸馏水洗净后，用待测溶液润洗锥形瓶2～3次；从碱式滴定管中放入25.00mL待测溶液到锥形瓶中；②将酸式滴定管用蒸馏水洗净后，立即向其中注入0.1000mol/L标准盐酸，调节滴定管的尖嘴部分充满溶液，并使液面处于“0“刻度以下的位置，记下读数；
③向锥形瓶中滴入酚酞作指示剂，进行滴定．滴定至指示剂恰好变色，且半分钟不变化，测得所耗盐酸的体积为V1mL；
④重复以上过程，但滴定过程中向锥形瓶加入5mL的蒸馏水，测得所耗盐酸的体积为V2mL．
（1）锥形瓶中的溶液从红色变为无色时，停止滴定．
（2）滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应注视锥形瓶内容液颜色变化；
（3）该小组在步骤①中的错误是锥形瓶不能用待测液润洗，由此造成的测定结果偏高（填偏高、偏低或无影响）；
（4）步骤②缺少的操作是用标准液润洗滴定管；
（5）如图，是某次滴定时的滴定管中的液面，其读数为22.60mL；
（6）根据下列数据：
滴定次数待测液体（mL）标准盐酸体积（mL）
滴定前读（mL）滴定后读数（mL）
第一次25.000.5020.40
第二次25.004.0024.10
请计算待测烧碱溶液的浓度为0.08 mol/L．
1．下面a～e是中学化学实验中常见的几种定量仪器：
（a）量筒  （b）容量瓶   （c）滴定管 （d）托盘天平  （e）温度计
（1）无“0”刻度的是ab（填写编号）．
（2）下列操作能合理的是A
A．用25mL碱式滴定管量取20.00mLNaHCO3
B．用托盘天平准确称量10.20克碳酸钠固体
C．用100mL量筒量取3.2mL浓硫酸
D．用500mL容量瓶配制1mol•L-1的氢氧化钠溶液495.5mL
（3）某学生根据三次实验分别记录有关数据如下表：
滴定次数待测氢氧化钠溶液的体积（ml）0.1000mol?L-1盐酸的体积（ml）
第一次25.0026.11
第二次25.0028.74
第三次25.0026.09
请选用其中合理数据列出该氢氧化钠溶液物质的量浓度（计算结果小数点后保留4位数字）：c（NaOH）=0.1044mol/L
（4）由于错误操作，使得上述所测氢氧化钠溶液的浓度偏高的是CD（填写编号）．
A．中和滴定达终点时俯视滴定管内液面读数．
B．碱式滴定管用蒸馏水洗净后立即取用25.00ml待测碱溶液注入锥形瓶进行滴定．
C．酸式滴定管用蒸馏水洗净后立即装标准溶液来滴定．
D．把配好的标准溶液倒入刚用蒸馏水洗净的试剂瓶中然后用来滴定．
8．用实验室制溴苯的废催化剂FeBr3作原料，制取溴的苯溶液和无水FeCl3．下列设计能达到相应实验目的是（　　）
A．用装置甲制取氯气
B．用装置乙氧化FeBr3溶液中的溴离子
C．用装置丙分液时先从下口放出水相，再从上口倒出有机相
D．用装置丁将分液后的水相蒸发至干，再灼烧制得无水FeCl3
18．下列有关实验的叙述正确的是（　　）
A．闻未知液体气味时，应该将试剂瓶口距离口鼻远一些，用手轻轻扇动
B．将碘单质从碘的CCl4溶液中分离出来可用如图甲所示实验装置
C．用容量瓶配制好一定浓度的某溶液后，塞紧瓶塞并在容量瓶上贴上标签
D．配制500 mL 0.4 mol•L-1NaCl溶液，必要的仪器如图乙所示
5．氧化还原滴定实验与中和滴定类似（用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之）．现用0.001mol•L-1 KMnO4酸性溶液滴定未知浓度的无色NaHSO3溶液．反应的离子方程式是2MnO4-+5HSO3-+H+=2Mn2++5SO42-+3H2O
填空完成问题：
（1）该滴定实验所需仪器有下列中的ADEFH．
A酸式滴定管（50mL）   B碱式滴定管（50mL）   C量筒（10mL）   D锥形瓶   E铁架台    F滴定管夹    G烧杯    H白纸    I胶头滴管   J漏斗
（2）不能用碱（填“酸”或“碱”）式滴定管盛放高锰酸钾溶液．试分析原因酸性KMnO4溶液会腐蚀碱式滴定管下端胶管．
（3）选何种指示剂，说明理由不用指示剂，高锰酸钾溶液颜色为紫红色，滴定终点时，溶液由无色变为红色．
2．2010年乔治华盛顿大学Licht和他的合作者设计的捕获二氧化碳的电化学部分装置如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．化学能转变为电能
B．阴极的电极反应为：CO2+4e-=C↓+2O2-
C．阳极的电极反应为：2CO32--4e-=2CO2↑+O2↑
D．阴极上每通过4mole-，阴极区有1molCO2参与反应
3．下列说法中，正确的是（　　）
A．钠和氢气分别在氯气中燃烧，都产生白色烟雾
B．铜丝在氯气中燃烧，生成蓝色的氯化铜
C．液氯和氯水中滴入硝酸银溶液均会产生白色沉淀
D．新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液后溶液呈红色

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