Ⅰ.甲醇可以与水蒸气反应生成氢气,反应方程式如下:
CH3OH(g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g) ;△H>0
(1)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍,则用甲醇表示该反应的速率为 。
(2)判断 ⑴ 中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号) 。
①v正(CH3OH) = 3v逆(H2)
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
(3)右图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g),两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL,维持其他条件不变,若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为 L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。
Ⅱ.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇(于固定容器中进行):2H2(g) + CO(g)CH3OH(g)
(1)下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①该反应的平衡常数表达式K= ,△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
②300℃下,将2mol CO、6mol H2和4molCH3OH充入2L的密闭容器中,判断反应 (填“正向”或“逆向”)进行。
③要提高CO的转化率,可以采取的措施是_____________(填序号)。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度
d.加入H2加压 e.加入惰性气体加压 f.分离出甲醇
(2)右图表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A__________C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A___________C,由状态B到状态A,可采用____________的方法(填“升温”或“降温”)。
为测定硫酸亚铁铵晶体【(NH4)2Fe (SO4)2 · xH2O】中铁的含量,某实验小组做了如下实验:
步骤一:用电子天平准确称量5.000g硫酸亚铁铵晶体,配制成250ml溶液。
步骤二:取所配溶液25.00ml于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.010mol/L KMnO4溶液滴定至Fe2+恰好全部氧化成Fe3+,同时,MnO4-被还原成Mn2+。
再重复步骤二两次。
请回答下列问题:
(1)配制硫酸亚铁铵溶液的操作步骤依次是:称量、 、转移、洗涤并转移、 、摇匀。
(2)用 (“酸式”或“碱式”)滴定管盛放KMnO4溶液。
(3)当滴入最后一滴KMnO4溶液,出现 ,即到达滴定终点。反应的离子方程式:
(4)滴定结果如下表所示:
滴定次数 | 待测溶液的体积/mL | 标准溶液的体积 | |
滴定前刻度/mL | 滴定后刻度/mL | ||
1 | 25.00 | 1.05 | 21.04 |
2 | 25.00 | 1.50 | 24.50 |
3 | 25.00 | 0.20 | 20.21 |
实验测得该晶体中铁的质量分数为 。(保留两位小数)
结合下表回答下列问题:
物 质 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 |
溶度积/25℃ | 8.0×10-16 | 2.2×10-20 | 4.0×10-38 |
完全沉淀时的pH范围 | ≥9.6 | ≥6.4 | 3~4 |
现有某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl2,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,按如图步骤进行提纯:
(1)最适合作氧化剂X的是_________(填字母),加入X的目的是 。
A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4
加入的物质Y是____________(填化学式),调至溶液pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=__________。过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2·2H2O晶体。
(2)在空气中直接加热CuCl2•2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,由CuCl2•2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是_____________________。
温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 molPCl5,反应PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3)/ mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.20 | 0.20 |
下列说法不正确的是( )
A.反应在前50s的平均速率为v(PCl3)=0.0016mol·L-1·s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11mol·L-1,则反应的△H>0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
25℃时,由水电离出c(OH—)=1×10-11mol/L 的溶液中,可能能大量共存的离子组是( )
A.Al3+、NH4+、Cl-、CO32- B.Na+、CH3COO-、K+、HCO3-
C.Fe2+、Cl-、Na+、NO3- D.K+、I-、CO3-、Na+
下列相关实验能达到预期目的的是( )
| 相关实验 | 预期目的 |
A | 相同温度下,将等质量的大理石块、大理石粉末分别加入等体积、等浓度的盐酸和醋酸中,观察气泡产生的快慢 | 验证固体接触面积对化学反应速率的影响 |
B | 可逆反应FeCl3(aq)+3KSCN(aq) Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq)建立平衡后,在其它条件不变时,加入KCl固体,观察体系颜色的变化 | 验证浓度对化学平衡的影响 |
C | 室温下,向BaSO4悬浊液中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,再向沉淀中加入盐酸,沉淀部分溶解 | 验证BaSO4和BaCO3的Ksp的相对大小 |
D | 相同温度下,两支试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液,向其中分别加入少量FeCl3固体和少量的MnO2固体 | 验证不同催化剂对H2O2分解速率的影响 |