有________(选填A、B、C、D、E)。 A 3 2 1 5 B 1 1 2 2 C 0 0 3 3 D 1 1 0.5 2 E 1 2 3 1 n(CO2) n(H2) n(CO) n(H2O) (3)已知在一定温度下: C(s)+CO2(g)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2O(g)
2CO(g)平衡常数为K CO(g)+H2(g)平衡常数为K1 H2(g)+CO2(g)平衡常数为K2
则K、K1、K2之间的关系为________________________________________________。 (4)在V L密闭容器中通入10 mol CO和10 mol H2O(g),在T ℃达到平衡,然后急速除去水蒸气(除水蒸气时各成分的物质的量不变),将混合气体燃烧,测得放出的热量为2 842 kJ(已知CO的燃烧热为283 kJ·mol,H2的燃烧热为286 kJ·mol),则T ℃平衡常数K=________。
(5)若在500 ℃时进行反应,CO、H2O(g)的起始浓度为0.02 mol·L,在该条件下,CO的最大转化率为__________________________________________________________。 (6)CO燃料电池,若以熔融的K2CO3为电解质,则该电池的负极反应为________,正极反应为________。
答案 (1)变小 变小 变大 变大 (2)BCE (3)K1=K·K2 (4)0.44 (5)75% (6)CO+CO3-2e===2CO2 O2+2CO2+2e===2CO3
解析 (2)800 ℃时K=1,分别计算各容器的Qc与K比较,如A容器中,
32×
VV6Qc==>1反应逆向进行,同样方法计算B、C、D、E各容器的Qc,判定B、C、E正
155×
2-
-
-
2-
-1
-1
-1
VV向进行。
c2COc(3)K=,K1=
cCO2
cH2·cCO2
K2=
cCO·cH2Oc2COcH2
K·K2=·
cCO2cCO
CO·cH2
,
cH2O
·cCO2cCO·cH2
==K1
·cH2OcH2O
(4)设达到平衡时n(H2)=a mol,则剩余n(CO)=(10-a)mol 则286a+(10-a)·283=2 842 解得a=4
4·VVcH2·cCO2
K==≈0.44。 cCO·cH2O66
·4
VV(5)设平衡时CO的转化浓度为x
-1
CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g) 0
0
开始(mol·L) 0.02 0.02 转化(mol·L) x 平衡(mol·L) 0
-1-1
x x x
x
.02-x 0.02-x x
-1
x2
2
0.02-x-1
0.015 mol·L
转化率=-1×100%=75%。
0.02 mol·L
=9,解得x=0.015 mol·L
(6)注意电解质是熔融K2CO3,导电离子是CO3。
32.(15分)有机合成中常需要用钯/活性炭作为催化剂,但催化剂长期使用会被杂质(如铁、
有机物等)污染,从而失去活性,成为废催化剂,需对其再生回收。一种由废催化剂制取氯化钯的工艺流程如下:
2-
请回答下列问题:
(1)废钯催化剂经烘干后,再在700 ℃的高温下焙烧,焙烧过程中通入足量空气的目的是______________________________________________;甲酸还原氧化钯的化学反应方程式为__________________________________________。
(2)钯在王水(由浓硝酸与浓盐酸按体积之比1∶3混合而成)中被氧化为H2PdCl4,硝酸被还原为NO,该反应的化学方程式为_________________________________________。 (3)钯精渣中钯回收率的高低主要取决于王水溶解的操作条件,已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如图所示,则王水溶解钯精渣的适宜条件(温度、时间和王水用量)为________、________、________。
(4)加浓氨水时,钯转化为可溶的[Pd(NH3)4],此时铁的存在形式是_______________ (写化学式)。
2+
(5)700 ℃焙烧1的目的是__________________________________________________; 550 ℃焙烧2的目的是____________________________________________________。 答案 (1)使活性炭充分反应而除去 PdO+HCOOH―→Pd+CO2↑+H2O (2)3Pd+12HCl+2HNO3===3H2PdCl4+2NO↑+4H2O
(3)80~90 ℃(或90 ℃左右) 反应时间约为8 h 钯精渣与王水的质量之比为1∶8 (4)Fe(OH)3
(5)除去活性炭及有机物 脱氨,将Pd(NH3)2Cl2转变为PdCl2
解析 (1)通入足量空气的目的是使催化剂中的活性炭充分反应;甲酸还原氧化钯的化学反应方程式为PdO+HCOOH―→Pd+CO2↑+H2O。(2)钯在王水中的反应为3Pd+12HCl+2HNO3===3H2PdCl4+2NO↑+4H2O。(3)根据图1应选用80~90 ℃(或90 ℃左右);根据图2反应时间约为8h时钯回收率较高;根据图3钯精渣与王水的质量之比为1∶8时钯回收率较高。(4)加入浓氨水,铁的存在形式是Fe(OH)3。(5)700 ℃焙烧1的目的是除去活性炭及有机物;550 ℃焙烧2的目的是脱氨,将Pd(NH3)2Cl2转变为PdCl2。 33.(17分)下图是某兴趣小组在实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已
略)。
(1)实验室制备氯气的化学方程式为__________________________________________, 该反应的氧化剂是____________。
(2)装置B中饱和食盐水的作用是___________________________________________; 同时装置B亦是安全瓶,监测实验进行时装置C是否发生堵塞,请写出发生堵塞时装置B中的现象: ___________________________________________________________。 (3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入________(填“a”、“b”、“c”或“d”)。 Ⅰ Ⅱ Ⅲ a b c d 干燥的有色布条 干燥的有色布条 湿润的有色布条 湿润的有色布条 碱石灰 硅胶 浓硫酸 无水氯化钙 湿润的有色布条 湿润的有色布条 干燥的色布条有 干燥的有色布条 (4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性强弱。
向装置D中缓缓通入少量氯气时,可以看到__________,说明氯的非金属性大于溴。打开活塞,将装置D中的少量溶液加入装置E中,振荡。观察到E中溶液分为两层,上层(苯