【题目】某研究性学习小组的同学为在实验室再现二氧化硫催化氧化的过程,并制取少量三氧化硫晶体,设计了如图所示的装置。已知三氧化硫遇水生成硫酸并放出大量热,容易形成酸雾。试回答:
(1)已知450℃时,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数K=25,则在450℃时,2SO3(g)
2SO2(g)+O2(g)的化学平衡常数为___。
(2)A中的试剂是___。
(3)在实验过程中不必持续加热,说明该平衡的△H___0(填“>”或“=”或“<”),C装置用来收集三氧化硫,其中冰盐水的作用是___;若用32g铜跟足量浓硫酸反应制取二氧化硫,实验结束时得到20g三氧化硫,该实验中二氧化硫的转化率不小于___。
(4)请指出本套实验装置的明显缺陷是:___。
【答案】0.04 浓H2SO4 < 冷却SO3以得到晶体 50% 缺少尾气吸收装置
【解析】
(1)相同条件下,可逆反应的化学平衡常数互为倒数,据此分析计算;
(2)根据图示,进入硬质玻璃管的气体需要干燥,据此分析判断;
(3)在实验过程中不必持续加热,说明该反应为放热反应;结合三氧化硫的熔沸点分析解答;32g铜的物质的量==0.5mol,根据2H2SO4(浓) + Cu
CuSO4 + 2H2O +SO2↑计算理论上得到的三氧化硫,再计算二氧化硫的转化率;
(4)该反应为可逆反应,尾气中一定含有二氧化硫,据此分析解答。
(1)相同条件下,可逆反应的化学平衡常数互为倒数,因此在450℃时,2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的化学平衡常数=
=0.04,故答案为:0.04;
(2)根据图示,进入硬质玻璃管的气体需要干燥,因此A中的试剂为浓硫酸,故答案为:浓H2SO4;
(3)在实验过程中不必持续加热,说明该反应为放热反应,△H<0;C装置用来收集三氧化硫,其中冰盐水可以冷却SO3以得到三氧化硫晶体;32g铜的物质的量==0.5mol,根据2H2SO4(浓) + Cu
CuSO4 + 2H2O +SO2↑可知,理论上跟足量浓硫酸反应可以生成0.5mol二氧化硫,若完全转化,能够得到0.5mol三氧化硫,因此实验中二氧化硫的转化率不小于
×100%=50%,故答案为:<;冷却SO3以得到晶体;50%;
(4)该反应为可逆反应,尾气中一定含有二氧化硫,会污染环境,故答案为:缺少尾气吸收装置。
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【题目】T℃时,在1 L的密闭容器中充入2 mol CO2和6mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol,测得H2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.0~10min内v(H2)=0.3mol/(L·min)
B.T℃时,平衡常数K=,CO2和H2的转化率相等
C.T℃时,上述反应中有64g CH3OH生成,同时放出98.0kJ的热量
D.达到平衡后,升高温度或再充入CO2气体,都可以提高H2的转化率
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【题目】一定温度下反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)经2min B的浓度减少0.6molL-1,对此反应速率的表示正确的是( )
A.用A表示的反应速率是0.4molL-1min-1
B.分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是1:2:3
C.2min末的反应速率v(B)=0.3molL-1min-1
D.在2min内用B和C表示的正反应速率的值都是逐渐减小的
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【题目】研究减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成低碳有机物,主要有以下反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.6kJ/mol
反应Ⅱ:CH3OCH3(g)+H2O(g) 2CH3OH(g) △H2=+23.4kJ/mol
反应Ⅲ:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H3
(1)△H3=__________kJ/mol。
(2)恒温恒容条件下,在密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2,发生反应Ⅰ。下列描述能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是_____________(填序号).
A.反应体系总压强保持不变
B.容器内的混合气体的密度保持不变
C.水分子中断裂2NA个H-O键,同时氢分子中断裂3NA个H-H键
D.CH3OH和H2O的浓度之比保持不变
(3)反应Ⅱ在某温度下的平衡常数为0.25,此温度下,在密闭容器中加入等物质的量的CH3OCH3(g)和H2O(g),反应到某时刻测得各组分浓度如下:
此时,v正_________v逆 (填“>”、“<”或“=”),当反应达到平衡时,混合气体中CH3OH体积分数(CH3OH)%=_________%。
(4)反应III在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图所示。T1温度下,将6 mol CO2和12 mol H2充入2L的密闭容器中,5 min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=________;平衡常数K=_____(保留小数点后一位);KA、KB、KC三者之间的由大到小关系为______。
(5)恒压下将CO2和H2按体积比1:3混合,在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅲ,在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如下图。其中:CH3OH的选择性=×100%
①温度高于230°C,CH3OH产率随温度升高而下降的原因是_______________。(答一条即可)
②在上述条件下合成甲醇的工业条件是___________________。
A.210°C B.230°C C.催化剂CZT D.催化剂CZ(Zr-1)T
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【题目】在体积一定的密闭容器中给定物质A、B、C的量,在一定条件下发生反应建立的化学平衡:aA(g)+bB(g)xC(g),符合如图所示的关系(C%表示平衡混合气中产物C的百分含量,T表示温度,p表示压强)。在图中,Y轴是指( )
A.反应物A的百分含量B.平衡混合气体中物质B的百分含量
C.平衡混合气体的密度D.平衡混合气体的平均摩尔质量
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【题目】NaClO2 是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,一种生产NaClO2 的工艺如下:
已知:①ClO2是一种强氧化性气体,浓度大时易分解爆炸。在生产使用时要用稀有气体或空气等进行稀释,同时避免光照、震动等。②NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·33H2O,高于38℃时析出的晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。回答下列问题:
(1)最近科学家又在“反应”步骤的基础上研究出用H2C2O4代替SO2制备ClO2的新方法,该方法的化学方程式为______________________。
(2)获得产品NaClO2的“操作”包括以下步骤:
①减压,55℃蒸发结晶;②趁热过滤;③___________________________④低于60℃干燥,得到产品。
(3)为了测定产品NaClO2的纯度,取上述所得产品12.5g溶于水配成1L溶液,取出10.00mL溶液于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液,充分反应后(ClO2-被还原为Cl-杂质不参加反应),加入2~3滴淀粉溶液,用0.25molL﹣1Na2S2O3标准液滴定,达到滴定终点时用去标准液20.00mL,试计算产品NaClO2的纯度_________________________(提示:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)
(4)NaClO2溶液中存在ClO2、HClO2、ClO2-、Cl-四种含氯微粒。经测定 25℃各含氯微粒浓度随 pH 的变化情况如图所示(Cl-没有画出)
①酸性条件下NaClO2溶液中存在Cl-的原因是_______________________(用离子方程式解释)。
②pH=5时,NaClO2溶液中ClO2、HClO2、ClO2-、Cl-四种含氯微粒的浓度由大到小的顺序是___________________________________________________。
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【题目】为二元弱酸,
,
,设
溶液中
。室温下用NaOH溶液滴定
溶液至终点。滴定过程得到的下列溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )
A.溶液:
B.的溶液:
C.的溶液:
D.的溶液:
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【题目】下列体系中,离子可能大量共存的是
A.滴加KSCN显红色的溶液:、
、
、
B.常温下,水电离出的的溶液:
、
、
、
C.使酚酞试剂显红色的溶液:、
、
、
D.加入Al能产生的溶液:
、
、
、
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