【題目】目前工業(yè)上可利用COCO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇,某研究小組對(duì)下列有關(guān)甲醇制取的三條化學(xué)反應(yīng)原理進(jìn)行探究。已知在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)(K1、K2K3)如下表所示:

化學(xué)反應(yīng)

焓變

平衡常數(shù)

溫度/℃

500

700

800

2H2(g)CO(g)CH3OH(g)

ΔH1

K1

2.5

0.34

0.15

CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)

ΔH2

K2

1.0

1.70

2.52

CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)

ΔH3

K3

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)反應(yīng)②是________(吸熱放熱”)反應(yīng)。

(2)根據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1K2K3之間的關(guān)系,則K3________(K1、K2表示);根據(jù)反應(yīng)③判斷ΔS___0(“>”、“<”),在______(較高較低”)溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。

(3)500時(shí),測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻,CO2(g)、H2(g)CH3OH(g)、H2O(g)的濃度分別為0.1mol/L、0.8mol/L0.3mo/L、0.15mol/L,則此時(shí)v________v(“>”、“<”)。

【答案】 吸熱 K1×K2 較低

【解析】(1)由表中數(shù)據(jù)可得,反應(yīng)②,溫度升高,平衡常數(shù)增大,所以該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。

(2)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)①+②得到反應(yīng)③,所以平衡常數(shù)K3=K1×K2;反應(yīng)③是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),故ΔS<0;500°C時(shí),K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5800°C時(shí),K3=K1×K2=0.15×2.52=0.378,所以反應(yīng)③隨溫度升高,平衡常數(shù)減小,是放熱反應(yīng),ΔH<0,根據(jù)自發(fā)進(jìn)行的條件H-TS0,在較低溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。

3500°C時(shí),K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5,由題意Q==≈0.88<25,此時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行,v>v逆。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】在某溫度時(shí),測(cè)得純水中的c(H)=2.0×107mol·L1,則c(OH)(  )

A. 2.0×107mol·L1 B. 0.1×107mol·L1

C. 1.0×1014/(2.0×107) mol·L1 D. 無(wú)法確定

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(1)當(dāng)合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、H2NH3的量),反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。圖中t1時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是________________,其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時(shí)間是________,

t0-t1,t1-t3,t3-t5這三段平衡常數(shù)分別用K1,K2,K3表示,那么K1、K2、K3的大小關(guān)系是_______________

(2)若在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣,平衡_______移動(dòng)(向左、向右”),使用催化劑反應(yīng)的ΔH_________(填增大、減小不改變)。

(3)溫度為T ℃時(shí),將2a mol H2 a mol N2放入0.5 L密閉容器中,充分反應(yīng)后測(cè)得N2的轉(zhuǎn)化率為50%。則反應(yīng)的平衡常數(shù)為____________。

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【題目】PCl3可用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的外延、擴(kuò)散工序,有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下:

熔點(diǎn)/℃

沸點(diǎn)/℃

密度/g·mL-1

其他

黃磷

44.1

280.5

1.82

2P(過(guò)量)+3Cl22PCl3;2P+5Cl22PCl5

PCl3

—112

75.5

1.574

遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3

POCl3

2

105.3

1.675

遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3

(一)制備:RU 圖是實(shí)驗(yàn)室制備PCl3的裝置(部分儀器已省略)

(1)儀器乙的名稱(chēng)___________。

(2)實(shí)驗(yàn)室用漂白粉加濃鹽酸制備Cl2的化學(xué)方程式:__________

(3)堿石灰的作用是__________、___________

(4)向儀器甲中通入干燥Cl2之前,應(yīng)先通入一 段時(shí)間的CO2,其目的是________。

(二)提純:

(5)粗產(chǎn)品中常含有POCl3、PCl5等。加入黃磷加熱除去PCl5后,通過(guò)________(填實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng)),即可得到PCl3的純品。

(三)分析:

測(cè)定產(chǎn)品中PCl3純度的方法如下:迅速稱(chēng)取4.200 g產(chǎn)品,水解完全后配成500mL溶液,取出25.00mL加入過(guò)量的0.1000 mol/L 20.00 mL 碘溶液,充分反應(yīng)后再用0.1000 mol/L Na2S2O3溶液滴定過(guò)量的碘,終點(diǎn)時(shí)消耗10.00 mL Na2S2O3溶液。

已知:H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI;I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6;假設(shè)測(cè)定過(guò)程中沒(méi)有其他反應(yīng)。

(6)根據(jù)上述數(shù)據(jù),該產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________。若滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù),則PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_________(偏大、偏小、或無(wú)影響)。

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