题目内容

如图所示,保持反应过程中温度不变,在一个容积为4L的密闭容器中,左室加入X molSO3,右室加入2 molSO2和1molO2,中间是个可移动的隔板,在少量催化剂存在下分别发生反应:
左室:2SO3(g)?2SO2(g)+O2(g)
右室:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-197kJ/mol
下列说法中正确的是(  )
分析:A、可逆反应到达平衡时,正逆反应速率相等(同种物质)或正逆反应速率等于之比等于化学计量数之比(不同物质),平衡混合物中各组成成分的含量、浓度、物质的量不变,由此衍生出一些量不变,据此解答;
B、平衡时,左右两部分压强始终相等,增加X的量,假定右室体积不变,左室压强增大,增大压强平衡向体积减小的方向移动,即右室向正反应方向移动;
C、隔板在中央,平衡时,左右两部分体积相等,且在恒温下,所以左右两室反应混合物的总物质的量相等,为完全等效平衡x=2,无法判断平衡时,各组分的量,无法判断反应热关系,由此解答;
D、达平衡时右室的压强是起始时的5/6倍,根据压强之比等于物质的量之比可知,平衡时右室的混合气体总的物质的量2.5mol,根据三段式求出平衡时各组分的浓度,计算出右室反应的平衡常数,左右室反应的平衡常数之积为1,再计算出左室反应的平衡常数,若SO2的为0.1mol/L,计算出此时反应混合物各组分的浓度,计算浓度商,若等于平衡常数,则正确.
解答:解:A、右室加入2 molSO2和1molO2,反应按2:1进行,任何时刻都为2:1;左室反应开始,SO2和O2按反应按2:1进行,所以左右两室,自反应开始后至结束,任何时刻SO2和O2都为2:1,故不能说明到达平衡,故A错误;
B、平衡时,左右两部分压强始终相等,增加X的量,假定右室体积不变,则左室压强增大,所以右室压强增大,增大压强平衡向体积减小的方向移动,即右室向正反应方向移动,所以SO2的体积分数减小,即a>b,故B正确;
C、对于左室,令参加反应的2SO3为amol,则
            2SO3(g) 
催化剂
    2SO2(g)+O2(g)
开始(mol):2                 0        0
变化(mol):a                  a     0.5a
某时(mol):2-a                a     0.5a
对于右室,令参加反应的SO2的物质的量为bmol,则             
            2SO2(g)+O2(g)  
催化剂
   2SO3(g)
开始(mol):2         1                 0
变化(mol):b         0.5b              b
平衡(mol):2-b       1-0.5b            b
所以2-a+a+0.5a=2-b+1-0.5b+b,即a+b=2
右室反应热为△H1=-197kJ/mol×0.5bmol,
左室的反应热为△H2=197kJ/mol×0.5amol,
所以△H1+△H2=197(0.5a-0.5b)kJ,无法判断平衡时参加反应的a、b的值,故无法判断,故C错误;
D、体积固定,根据压强之比等于物质的量之比可知,平衡时右室的混合气体总的物质的量为3mol×
5
6
=2.5mol.
对于右室,令参加反应的SO2的物质的量为nmol,则             
            2SO2(g)+O2(g)  
催化剂
   2SO3(g)
开始(mol):2         1                 0
变化(mol):n         0.5n              n
平衡(mol):2-n        1-0.5n            n
所以(2-n+1-0.5n+n)=3×
5
6
,解得n=1
所以该反应的平衡常数为k=
(
1mol
2L
)
2
(
(2-1)mol
2L
)
2
(1-0.5×1)mol
2L
=4mol-1?L.
所以左室的平衡常数为k′=
1
k
=
1
4mol-1?L
=
1
4
mol/L.
对于左室,则
                2SO3(g) 
催化剂
    2SO2(g)+O2(g)
开始(mol/L):0.5                  0        0
变化(mol/L):0.1                  0.1     0.05
某时(mol/L):0.4                  0.1     0.05
所以浓度商为
0.12×0.05
0.42
=
1
320
,小于
1
4
,不处于平衡状态,故D错误;
故选B.
点评:本题考查化学平衡移动、计算、判断、反应热等,本题难度较大,注意等效平衡、平衡常数的理解和应用.
练习册系列答案
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已知:正丁醇沸点118℃,纯邻苯二甲酸二丁酯是无色透明、具有芳香气味的油状液体,沸点340℃,温度超过180℃时易发生分解.
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请回答以下问题:
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.
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.
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分水器中的水位高度保持基本不变时
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.
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温度过高,会有较多的正丁醇蒸出,使产率降低
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.
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邻苯二甲酸二甲酯沸点较高,高温会造成其分解,减压可使其沸点降低
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.
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质谱仪
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(2009?广东模拟)在没有氧气存在时,铁与水几乎不反应,但高温下,铁能与水蒸气反应.请设计实验,证明还原铁粉与水蒸气能够发生反应.
(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是:
3Fe+4H2O(g)
  △  
.
 
Fe3O4+4H2↑
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  △  
.
 
Fe3O4+4H2↑

(2)证明还原铁粉与水蒸气发生了反应的方法是
检验是否有H2产生
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(4)停止反应,待装置冷却后,取出反应过的还原铁粉混合物,加入过量的稀硫酸充分反应,过滤.若混合物中既有Fe2+又有Fe3+,则证明该结论的实验方法是:
各取少量溶液于两试管中,向其中一试管中滴入几滴KSCN溶液,向另一试管中加入高锰酸钾酸性溶液,观察溶液颜色变化,若前者溶液颜色变红,后是溶液紫红色褪去,则说明溶液中既有Fe2+又有Fe3+
各取少量溶液于两试管中,向其中一试管中滴入几滴KSCN溶液,向另一试管中加入高锰酸钾酸性溶液,观察溶液颜色变化,若前者溶液颜色变红,后是溶液紫红色褪去,则说明溶液中既有Fe2+又有Fe3+

(5)经检验上述滤液中不含Fe3+,这不能说明还原铁粉与水蒸气反应所得产物中不含+3价的Fe元素.原因是(结合离子方程式说明)
如果反应后混合物中的铁粉过量,铁粉将溶液中的Fe3+全部还原为Fe2+,即便加KSCN溶液也不变红色.反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+
如果反应后混合物中的铁粉过量,铁粉将溶液中的Fe3+全部还原为Fe2+,即便加KSCN溶液也不变红色.反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+

(6)某同学利用上述滤液制取白色的Fe(OH)2沉淀,向滤液中加入NaOH溶液后,观察到生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色.
①沉淀由白色→红褐色的化学方程式是:
4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3
4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3
.
②为了得到白色的Fe(OH)2沉淀,并尽可能长时间保持其白色,可采取的措施有多种,请写出其中的一种.
第一种:用一只容器较大针孔较细的注射器吸取滤液后再吸入NaOH溶液,然后倒置2~3次;
第二种:向滤液中加入植物油,使滤液与空气隔绝,然后再将滴管伸入水溶液中滴加氢氧化钠溶液;
第三种:向热的硫酸亚铁溶液中滴加热的氢氧化钠溶液,减少溶液中氧气的含量.
第一种:用一只容器较大针孔较细的注射器吸取滤液后再吸入NaOH溶液,然后倒置2~3次;
第二种:向滤液中加入植物油,使滤液与空气隔绝,然后再将滴管伸入水溶液中滴加氢氧化钠溶液;
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.
(2009?上海一模)某活动课程小组拟用50mLNaOH溶液吸收CO2气体,制备Na2CO3溶液.为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3,设计了如下实验步骤:
a.取25mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体,至CO2气体不再溶解;
b.小火煮沸溶液1~2min;
c.在得到的溶液中加入另一半(25mL)NaOH溶液,使其充分混合反应.
(1)此方案能制得较纯净的Na2CO3,写出a、c两步的化学反应方程式
NaOH+CO2═NaHCO3
NaOH+CO2═NaHCO3
、
NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O
NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O
.
此方案第一步的实验装置如图所示:

(2)加入反应物前,如何检查整个装置的气密性?
用弹簧夹夹住A、B连接处,先检查A的气密性:塞紧橡皮塞,从漏斗注入一定量的水,使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面,停止加水后,漏斗内与锥形瓶中的液面差保持不变,说明装置不漏气.然后检查B的气密性:向烧杯中注入少量水,使导管口侵入水中,双手捂住广口瓶片刻有气泡冒出,松开手后,有少量水进入导管形成水柱,说明装置不漏气(也可一次检查A、B的气密性:连接和烧杯间的乳胶管用止水夹夹住.然后从漏斗注入一定量的水,使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面,过一会,观察漏斗内与锥形瓶中的液面差,若保持不变,说明装置不漏气).
用弹簧夹夹住A、B连接处,先检查A的气密性:塞紧橡皮塞,从漏斗注入一定量的水,使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面,停止加水后,漏斗内与锥形瓶中的液面差保持不变,说明装置不漏气.然后检查B的气密性:向烧杯中注入少量水,使导管口侵入水中,双手捂住广口瓶片刻有气泡冒出,松开手后,有少量水进入导管形成水柱,说明装置不漏气(也可一次检查A、B的气密性:连接和烧杯间的乳胶管用止水夹夹住.然后从漏斗注入一定量的水,使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面,过一会,观察漏斗内与锥形瓶中的液面差,若保持不变,说明装置不漏气).
(3)装置B中盛放的试剂是
饱和酸氢钠溶液
饱和酸氢钠溶液
,作用是
吸收HCl气体
吸收HCl气体
.
(4)在实验室通常制法中,装置A还可作为下列
②④⑤
②④⑤
气体的发生装置(填序号).
①CH2═CH2    ②H2S    ③CH4    ④CH≡CH     ⑤H2
(5)实验室制取下列气体:①NH3,②Cl2,③HCl,④H2S,⑤CH4,⑥CO,⑦CO2,⑧O2时,属于必须进行尾气处理,并能用下图所示装置进行处理的,将气体的序号填入装置图的下方空格内.

(6)已知所用NaOH溶液中溶质的质量分数为40%,室温下该溶  液密度为1.44g/mL,假设反应前后溶液的体积不变,不考虑实验误差,计算用此种方法制备所得Na2CO3溶液的物质的量浓度为
7.2 mol/L
7.2 mol/L
.
(2013?江苏三模)碳酸钠-过氧化氢加合物(aNa2CO3?bH2O2)具有漂白、杀菌作用.实验室用“醇析法”制备该物质的实验步骤如下:
第1步:取适量碳酸钠溶解于一定量水中,倒入烧瓶中;再加入少量稳定剂(MgCl2和Na2SiO3),搅拌均匀.
第2步:将适量30%的H2O2溶液在搅拌状态下滴入烧瓶中,于15℃左右反应1h.
第3步:反应完毕后再加入适量无水乙醇,静置、结晶,过滤、干燥得产品.
(1)第1步中,稳定剂与水反应生成2种常见的难溶物,其化学方程式为
MgCl2+Na2SiO3+2H2O=2NaCl+Mg(OH)2↓+H2SiO3↓
MgCl2+Na2SiO3+2H2O=2NaCl+Mg(OH)2↓+H2SiO3↓
.
(2)第2步中,反应保持为15℃左右可采取的措施是
15℃水浴或冷水浴
15℃水浴或冷水浴
.
(3)第3步中,无水乙醇的作用是
降低碳酸钠-过氧化氢化合物的溶解度(有利于晶体析出)
降低碳酸钠-过氧化氢化合物的溶解度(有利于晶体析出)
.
(4)H2O2的含量可衡量产品的优劣.现称取m g(约0.5g)样品,用新煮沸过的蒸馏水配制成250mL溶液,取25.0mL于锥形瓶中,先用稀硫酸酸化,再用c mol?L-1 KMnO4溶液滴定至终点.
①配制250mL溶液所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、
(250mL)容量瓶
(250mL)容量瓶
、
胶头滴管
胶头滴管
.
②滴定终点观察到的现象是
溶液呈浅红色且30s内不褪色
溶液呈浅红色且30s内不褪色
.
(5)可模拟用蒸馏法测定样品中碳酸钠的含量.装置如图所示(加热和固定装置已略去),实验步骤如下:
步骤1:按右图所示组装仪器,检查装置气密性.
步骤2:准确量取(4)中所配溶液50mL于烧瓶中.
步骤3:准确量取40.00mL约0.2mol?NaOH溶液2份,分别注入烧杯和锥形瓶中.
步骤4:打开活塞k1、k2,关闭活塞k3,缓缓通入氮气一段时间后,关闭k1、k2,打开k3;经滴液漏斗向烧瓶中加入10mL 3mol?硫酸溶液.
步骤5:加热至烧瓶中的液体沸腾,蒸馏,并保持一段时间.
步骤6:经k1再缓缓通入氮气一段时间.
步骤7:向锥形瓶中加入酸碱指示剂,用c1 mol?H2SO4标准溶液滴定至终点,消耗H2SO4标准溶液V1 mL.
步骤8:将实验步骤1~7重复2次.
①步骤3中,准确移取40.00mL NaOH溶液所需要使用的仪器是
碱式滴定管
碱式滴定管
.
②步骤1~7中,确保生成的二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收的实验步骤是
1,5,6
1,5,6
(填序号).
③为获得样品中碳酸钠的含量,还需补充的实验是
用H2SO4标准溶液标定NaOH溶液的浓度
用H2SO4标准溶液标定NaOH溶液的浓度
.
精英家教网亚铁盐在空气中易被氧化,但形成复盐可稳定存在.硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O]为浅绿色晶体,商品名为摩尔盐,易溶于水,不溶于乙醇. 通常可用如下步骤在实验室中少量制备:
步骤I:铁屑的净化
将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污,分离出液体,用水洗净铁粉.
步骤2:硫酸亚铁的制取
向处理过的铁屑中加入过量的3moL?L-1H2SO4溶液,在600c左右使其反应到不再 产生气体,趁热过滤,得FeSO4溶液.
步骤3:晶体的制备
向所得FeSO4溶液中加入少景3moL?L-1H2SO4溶液,再加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作后得到硫酸亚铁铵晶体.
请回答下列问题:
(1)在步骤I的操作中,分离出液体的方法通常不用过滤,使用的操作是
 
(填写操 作名称),该操作需要下列仪器中的
 
填仪器的编号).
①铁架台②燃烧匙③烧杯④广口瓶
⑤研钵 ⑥玻璃棒⑦酒精灯
(2)在步骤2中加热的同时应适当补充水,使溶液的体 积基本保持不变,这样做的原因是
 
.
(3)在步骤3中,先加少最稀硫酸的作用是
 
,蒸发浓缩时加热到
 
时停止加热:通常为加快过滤速度使用抽滤装置如图所示,其中装置A作用是
 
;抽滤后还 要用少量
 
 (填试剂名称)来洗去晶体表面杂质.
(4)本实验制取的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe3+杂质.检验晶体中含有Fe3+方法是
 
.

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

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