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) | ||
| Ⅰ | 390 | 0.20 | 0.080 | 0.080 |
| Ⅱ | 390 | |||
| Ⅲ | 230 | 0.20 | 0.090 | 0.090 |
(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
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 | 0.866 | 110.6 | 不溶于水,易溶于硝基甲苯 |
| 产品1 | 1.286 | 237.7 | 不溶于水,易溶于液体烃 |
| 产品2 | 1.162 | 222 | 不溶于水,易溶于液体烃 |
(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)
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 | 25.00 | 0.50 | 20.40 |
| 第二次 | 25.00 | 4.00 | 24.10 |
(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 | 25.00 | 26.11 |
| 第二次 | 25.00 | 28.74 |
| 第三次 | 25.00 | 26.09 |
(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.
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |