题目内容

【题目】将2molI2(g)和1molH2置于某2L密闭容器中,在一定温度下发生反应:I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH<0,并达平衡,HI的体积分数φ(HI)随时间变化如下图中曲线(Ⅱ)所示.

(1)达平衡时,I2(g)的物质的量浓度为 .

(2)若改变反应条件下,在甲条件下ω(HI)的变化如图曲线(I)所示,在乙条件下ω(HI)的变化如图曲线(III)所示。则甲条件可能是 (填入下列条件的序号。下同),乙条件可能是 。

①恒温条件下,扩大反应容器体积

②恒容条件下,降低温度

③恒温条件下,缩小反应容器体积

④恒容条件下,升高温度

⑤恒温恒容条件下,加入适当催化剂

(3)若保持温度不变,在另一相同的2L密闭容器中加入a mol I2(g)、b mol H2和c mol HI(a、b、c 均大于0),发生反应,达平衡时,HI的体积分数仍为0.60,则a、b、c的关系是 。

【答案】(1)0.55mol/L;(2)③⑤;①;(3)2a-c=4b

【解析】

试题分析:(1)碘的初始浓度==1.0mol/L,该反应前后气体体积不变,平衡时,HI的体积分数为0.6,则n(HI)=3mol×0.6=1.8mol,c(HI)==0.9mol/L,根据I原子守恒得c(HI)+2c(I2)=1mol/L×2,c(I2)=mol/L=0.55molL-1,故答案为:0.55molL-1;

(2)该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应,改变条件时,该反应中HI的体积分数不变,说明改变体积平衡不移动,改变条件时到达平衡的时间缩短,说明加快反应速率,改变的条件可能是增大压强、加入催化剂,故选③⑤;

若保持温度不变,在另一个相同的2L密闭容器中加入a mol I2(g)、b mol H2(g)和c mol HI(a、b、c均大于0),发生反应,达平衡时,HI的体积分数仍为0.6,与原来的平衡是等效平衡,恒温恒容,前后气体体积不变化,按化学计量数转化到左边,满足与原来加入的反应物物质的量比例相等即可;

对于反应 I2(g)+H2(g) 2HI(g);

开始(mol): a b c

变化(mol): c c c

平衡(mol):a+c b+c 0

则(a+c ):( b+c)=2:1,所以2a-c=4b,故答案为:2a-c=4b。

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【题目】[实验化学]对氨基苯磺酸是制取染料和一些药物的重要中间体,可由苯胺磺化得到。

已知:100 mL水在20℃时可溶解对氨基苯磺酸1.08 g,在100℃时可溶解6.67 g。

实验室可用苯胺、浓硫酸为原料,利用右图所示实验装置合成对氨基苯磺酸。实验步骤如下:步骤1:在一个250 mL三颈烧瓶中加入10 mL苯胺及几粒沸石,将三颈烧瓶放在冰水中冷却,小心地加入18 mL浓硫酸。在三颈烧瓶的两个瓶口上分别装冷凝管、温度计,另一个没有使用的瓶口用塞子塞紧。将三颈烧瓶置于油浴中缓慢加热至170~180℃,维持此温度2~2.5小时。

步骤2:将反应产物冷却至约50℃后,倒入盛有100 mL冷水的烧杯中,用玻璃棒不断搅拌,促使对氨基苯磺酸晶体析出。用该烧杯中的少量冷水将烧瓶内残留的产物冲洗到烧杯中,抽滤,用少量冷水洗涤,得到对氨基苯磺酸粗产品。

步骤3:将粗产品用沸水溶解,冷却结晶,抽滤,收集产品,晾干可得纯净的对氨基苯磺酸。

(1)实验装置中冷凝管由 处(填“a”或“b”)通入冷凝水。

(2)步骤1油浴加热的优点有 。

(3)步骤2中用玻璃棒不断搅拌可促使对氨基苯磺酸晶体析出的理由是 ,用少量冷水洗涤的目的是 。

(4)步骤2和3均进行抽滤操作,在抽滤完毕停止抽滤时,应注意先拆下连接泵和吸滤瓶的橡皮管,然后关闭水龙头,其目的是 。

(5)步骤3中若溶液颜色过深,可用 进行脱色处理。

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