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题型:解答题-实验探究题 难度:0.4 引用次数:1390 题号:395702
测定平衡常数对定量认识化学反应具有重要意义。已知:I2能与I-反应成I3-,并在溶液中建立如下平衡:I2+I- I3-。通过测平衡体系中c(I2)、c(I-)和c(I3-),就可求得该反应的平衡常数。
I、某同学为测定上述平衡体系中c (I2),采用如下方法:取V1mL平衡混合溶液,用c mol/L的Na2S203溶液进行滴定(反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6),消耗V2mL的Na2S2O3溶液。根据V1、V2和c可求得c(I2)。
(1)上述滴定时,可采用____   做指示剂,滴定终点的现象是____
(2)下列对该同学设计方案的分析,正确的是______填字母)。
A.方案可行。能准确测定溶液中的c (I2)
B.不可行。因为I-能与Na2S2O3发生反应
C.不可行。只能测得溶液中c(I2)与c(I3-)之和
Ⅱ、化学兴趣小组对上述方案进行改进,拟采用下述方法来测定该反应的平衡常数(室温条件下进行,溶液体积变化忽略不计):

已知:①I-和I3-不溶于CC14;②一定温度下碘单质在四氯化碳和水混合液体中,碘单质的浓度比值即是一个常数(用Kd表示,称为分配系数),且室温条件下Kd=85。回答下列问题:
(3)操作I使用的玻璃仪器中,除烧杯、玻璃棒外,还需要的仪器是____(填名称)。试指出该操作中应注意的事项为____。(任写一条)
(4)下层液体中碘单质的物质的量浓度是________
(5)实验测得上层溶液中c(I3-)=0.049 mol/L,结合上述有关数据,计算室温条件下反应I2+I-I3-的平衡常数K= ___(用具体数据列出计算式即可)。
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2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H2=-2600kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H3=-572kJ/mol
则2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)△H=_______kJ/mol
(2)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行CH4的裂解。
①若用分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化剂,在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图所示。从吸附到解吸的过程中,能量状态最高的是_____(填标号),其理由是_____

②在恒容密闭容器中充入amol甲烷,测得单位时间内在固体催化剂表面CH4的转化率[α(CH4)]与温度(to℃)的关系如图所示,to℃后CH4的转化率突减的原因可能是_______

(3)甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p/Pa)与温度(t/℃)的关系如图所示。

①在某温度下,向VL恒容密闭容器中充入0.12molCH4,只发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得p(H2)=p(CH4)。CH4的平衡转化率为_______(结果保留两位有效数字)。
②在图3中,T℃时,化学反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的压强平衡常数Kp=_______Pa2
(4)工业上常用CH4与水蒸气在一定条件下来制取H2,其原理为:CH4(g) +3H2O(g)CO(g)+3H2(g) H=+203kJ·mol-1
①该反应的逆反应速率表达式为;v逆=k·c(CO)·c3(H2),k为速率常数,在某温度下,测得实验数据如表:

c(CO)(mol·L-1)

c(H2)(mol·L-1)

v逆(mol·L-1·min-1)

0.05

c1

4.8

c2

c1

19.2

c2

0.15

8.1


由上述数据可得该温度下,上述反应的逆反应速率常数k_______L3·mol-3·min-1
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