【題目】一定溫度下,在三個(gè)體積都為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

回答下列問題:

(1)反應(yīng)的△H_________O(填“>”或“<”);判斷的理由是_____________。

(2)容器I到達(dá)平衡所需的時(shí)間為20s,反應(yīng)速率v(CH3OH)為________mol/(L·s)。390℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1=_________(填數(shù)值)。

(3)容器II達(dá)平衡時(shí),壓強(qiáng)是容器I的兩倍,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)和容器I中的相同,CH3OH起始的物質(zhì)的量為____________;平衡時(shí)CH3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)為__________。

(4)390℃,若向3L容器中充入0.9mol CH3OH(g), 0.6mol CH3OCH3(g)和0.3molH2O(g),則起始時(shí)該反應(yīng)速率V正_____________V逆。(填“>”“<”或“=”)

【答案】(1)<;投料量相同時(shí),溫度高的容器,平衡時(shí)二甲醚的物質(zhì)的量小,說明反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H小于0。(2)0.004;4(3)0.40mol;20%(4)>

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)表格提供的信息,Ⅰ和Ⅲ投料量相同時(shí),溫度高的容器,平衡時(shí)二甲醚的物質(zhì)的量小,說明反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H小于0。

(2)容器I到達(dá)平衡所需的時(shí)間為20s,平衡時(shí)二甲醚的物質(zhì)的量為0.080mol,根據(jù)化學(xué)方程式,反應(yīng)掉的甲醇為0.16mol,則反應(yīng)速率v(CH3OH)=0.16mol÷(2L×20s)=0.004 mol/(L·s);390℃時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),二甲醚的濃度為0.04mol/L,水蒸氣的濃度為0.04mol/L,甲醇的濃度為(0.20-0.16)÷2=0.02mol/L,平衡常數(shù)K1=(0.04×0.04)÷(0.02×0.02)=4。

(3)該反應(yīng)是左右氣體系數(shù)和不變的可逆反應(yīng),容器II達(dá)平衡時(shí),壓強(qiáng)是容器I的兩倍,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)和容器I中的相同,根據(jù)等效平衡理論,Ⅱ中CH3OH起始物質(zhì)的量為Ⅰ中甲醇起始物質(zhì)的量的2倍,則CH3OH起始的物質(zhì)的量為0.40mol,平衡時(shí)CH3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)與Ⅰ平衡時(shí)體積分?jǐn)?shù)相同,為0.04÷0.20×100%=20%。

(4)根據(jù)題給數(shù)據(jù),Q=(0.1×0.2)÷(0.3×0.3)=0.22<K,平衡正向移動(dòng),則起始時(shí)該反應(yīng)速率V正>V逆。

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(2)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意如下:

已知:

物質(zhì)

SiCl4

AlCl3

FeCl3

FeCl2

沸點(diǎn)/

57.6

180(升華)

300(升華)

1 023

步驟中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多,其作用是________(只要求寫出一種)

步驟中若不通入氯氣和氧氣,則反應(yīng)生成相對(duì)原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是________

已知:

Al2O3(s)3C(s)===2Al(s)3CO(g)

ΔH1=+1 344.1 kJ·mol1

2AlCl3(g)===2Al(s)3Cl2(g)

ΔH2=+1 169.2 kJ·mol1

Al2O3、CCl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為_______________________

步驟的尾氣經(jīng)冷卻至室溫后,氣體用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的鹽主要有3種,其化學(xué)式分別為____________。

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