题目内容
工业上用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。反应的平衡常数如下表:
温度/℃ | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 |
平衡常数 | 667 | 13 | 1.9×10-2 | 2.4×10-4 | 1×10-5 |
下列说法正确的是
A.该反应的△H> 0
B.加压、增大H2浓度和加入催化剂都能提高CO的转化率
C.工业上采用5 ×103 kPa和250℃的条件,其原因是原料气的转化率高
D.t℃时,向1 L密闭容器中投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,平衡时CO转化率为50%,则该温度时反应的平衡常数的数值为100
D
【解析】
试题分析:A、根据表中数据可知随着温度的升高,平衡常数逐渐减小,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应,则△H小于0,A错误;B、催化剂不能改变平衡状态,因此使用催化剂不能改变CO的转化率,B错误;C、工业上采用5 ×103 kPa和250℃的条件,其原因是催化剂的活性在此条件下最强,C错误;D、根据方程式可知
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
起始浓度(mol/L) 0.1 0.2 0
转化浓度(mol/L) 0.05 0.1 0.05
平衡浓度(mol/L) 0.05 0.1 0.05
所以该温度下平衡常数K=![]()
D正确,答案选D。
考点:考查外界条件对平衡状态的影响、平衡常数计算
(12分)某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应,所用装置如下图所示。
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(1)该小组同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色,然后开始实验。
步骤① | 配制1 mol·L-1 FeCl3溶液(未用盐酸酸化),测其pH约为1,取少量装入试管B中,加热A。 |
FeCl3溶液显酸性的原因是_________。写出装置A中产生SO2的化学方程式:_________。
(2)当SO2通入到FeCl3溶液至饱和时,同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色,没有观察到丁达尔现象。将混合液放置12小时,溶液才变成浅绿色。
【查阅资料】 Fe(HSO3)2+离子为红棕色,它可以将Fe3+还原为Fe2+。生成Fe(HSO3)2+离子的反应为可逆反应。
解释SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色Fe(HSO3)2+离子的原因:_____________________。
写出溶液中Fe(HSO3)2+离子与Fe3+反应的离子方程式:______________________________。
(3)为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间,该小组同学进行了步骤③的实验。
步骤② | 往5mL1mol·L-1 FeCl3溶液中通入SO2气体,溶液立即变为红棕色。微热3 min,溶液颜色变为浅绿色。 |
步骤③ | 往5mL重新配制的1mol·L-1 FeCl3溶液(用浓盐酸酸化)中通入SO2气体,溶液立即变为红棕色。几分钟后,发现溶液颜色变成浅绿色。 |
用铁氰化钾溶液检验步骤②和步骤③所得溶液中的Fe2+,其现象为_______________。
(4)综合上述实验探究过程,可以获得的实验结论:
I.SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色中间产物Fe(HSO3)2+离子;
II.红棕色中间产物转变成浅绿色溶液是一个较慢的过程;
III._________________________________。