题目内容

【题目】贮氢合金可催化由CO、合成等有机化工产品的反应。温度为TK时发生以下反应:

①

②

③

④

(1)温度为TK时,催化由CO、合成反应的热化学方程式为________。

(2)已知温度为TK时的活化能为,则其逆反应的活化能为________。

(3)时,向一恒压密闭容器中充入等物质的量的和发生上述反应②已排除其他反应干扰,测得物质的量分数随时间变化如下表所示:

时间

0

2

5

6

9

10

若初始投入CO为,恒压容器容积,用表示该反应分钟内的速率________。6分钟时,仅改变一种条件破坏了平衡,则改变的外界条件为________。

(4)下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应④,若起始压强为,达到平衡转化率为,则反应的平衡常数________用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数,忽略其它反应。

(5)某温度下,将与的混合气体充入容积为的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应③。经过后,反应达到平衡,此时转移电子。若保持体积不变,再充入和,此时________填“”“”或“”。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。

的质量不变 混合气体的平均相对分子质量不再改变

混合气体的密度不再发生改变

(6)已知、时水煤气变换中CO和分压随时间变化关系如下图所示,催化剂为氧化铁。实验初始时体系中的和相等、和相等;已知时的。

时随时间变化关系的曲线是________,时随时间变化关系的曲线是________。

【答案】 降低温度 cd d

【解析】

(1)

,由盖斯定律可知,得到,,则热化学方程式为:;

(2)已知温度为TK时的活化能为,根据正反应的活化能逆反应的活化能,则逆反应的活化能;

(3)根据初始投入CO为,则也为,恒压容器容积,

5min时物质的量分数为,,解得,用表示该反应分钟内的速率;因为此平衡不受压强影响,正反应是放热反应,所以6分钟时,仅改变一种条件破坏了平衡,根据表格数据物质的量分数减小,平衡应正向移动,则改变的外界条件为降低温度;

下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应,若起始压强为101kPa,达到平衡转化率为,设充入甲醇为amol,

体积不变的密闭容器内,压强之比等于物质的量之比,则,则;则反应的平衡常数;

(5)某温度,将与的混合气体充入容积为的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应:,反应消耗1molCO,反应转移4mol电子,经过后,反应达到平衡,此时转移电子,则反应消耗CO为,

则平衡常数为,

若保持体积不变,再充入和,则浓度商为,反应正向进行,所以此时v(正)>v(逆);

a.的质量不变,能说明该反应已达到平衡状态,故a不选;

b.反应前后气体分子数不相等,随反应进行混合气体的平均相对分子质量发生变化,则混合气体的平均相对分子质量不再改变,能说明该反应已达到平衡状态,故b不选;

c.v正(CO)=2v正(H2),正逆反应速率不相等,不能说明该反应已达到平衡状态,故c选;

d.反应物质总质量不变,容器体积不变,密度是一个定值,则混合气体的密度不再发生改变,不能说明该反应已达到平衡状态,故d选;

(6)对于放热反应来说,温度越低,平衡常数越大,所以时平衡常数大于时平衡常数,在和时,平衡常数大于,由此可知,最终平衡时生成物的分压要大于反应物的分压,因此,分压一定比CO要大;再由曲线变化幅度可知,则曲线a、b为氢气的分压曲线,曲线c、d为一氧化碳的分压曲线。因为此反应为放热反应,所以温度越低,氢气的分压就越高,一氧化碳的分压就越低,所以a、b曲线中,曲线b为时随时间变化关系的曲线,曲线c、d中,曲线d为时随时间变化关系的曲线。

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已知:在75~80℃转变成,80~120℃转变成,300℃以上转变成无水。

b.易溶于水,溶解度随温度升高而增大。

c.在空气中受热易被氧化。

请回答:

(1)步骤II,调,为避免引入新的杂质,适宜加入的试剂为________。

(2)步骤III,包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等多步操作。

下列说法正确的是________。

A.为得到较大的晶体颗粒,宜用冰水浴快速冷却结晶

B.为加快过滤速度,得到较干燥的晶体,可进行抽滤

C.宜用热水洗涤

D.可在80℃鼓风干燥

(3)步骤IV,脱水方案为:将所得置入坩埚中,300℃加热,得样品。用沉淀滴定法分别测定所得、样品纯度,测定过程如下:称取一定量样品,溶解,定容于容量瓶,将容量瓶中的溶液倒入烧杯,用移液管定量移取烧杯中的溶液加入锥形瓶,调,用滴定管中的标准溶液滴定至终点,根据消耗的标准溶液体积计算,得、的纯度分别为99.96%,95.38%。纯度偏低。

①上述测定过程提及的下列仪器,在使用前一定不能润洗的是________。

A.容量瓶 B.烧杯 C.锥形瓶 D.滴定管

②测定过程中使用到移液管,选出其正确操作并按序列出字母:

蒸馏水洗涤→待转移溶液润洗→________→_______→_______→_______→洗净,放回管架。

a.移液管尖与锥形瓶内壁接触,边吹气边放液

b.放液完毕,停留数秒,取出移液管

c.移液管尖与锥形瓶内壁接触,松开食指放液设备

d.洗耳球吸溶液至移液管标线以上,食指堵住管口

e.放液完毕,抖动数下,取出移液管

f.放液至凹液面最低处与移液管标线相切,按紧管口

③纯度偏低,可能的主要杂质是________。

(4)步骤IV,采用改进的实验方案(装置如图),可以提高纯度。

①设备X的名称是________。

②请说明采用该方案可以提高纯度的理由________。

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