镍具有优良的物理和化学特性,是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为:(1)Ni(S)+4CO(g) Ni(CO)4(g)+Q(
题型:不详难度:来源:
镍具有优良的物理和化学特性,是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为: (1)Ni(S)+4CO(g) Ni(CO)4(g)+Q (2)Ni(CO)4(g) Ni(S)+4CO(g) 完成下列填空: (1)在温度不变的情况下,要提高反应(1)中Ni(CO4)的产率,可采取的措施有 、 。 (2)已知在一定条件下的2L密闭容器中制备Ni(CO)4,粗镍(纯度98.5%,所含杂质不与CO反应)剩余质量和反应时间的关系如右图所示。Ni(CO)4在0~10min的平均反应速率为 。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200108/20200108195226-70012.png) (3)若反应(2)达到平衡后,保持其他条件不变,降低温度,重新达到平衡时 。 a.平衡常数K增大 b.CO的浓度减小 c.Ni的质量减小 d.v逆[Ni(CO)4]增大 (4)简述羰基法提纯粗镍的操作过程。 |
答案
(1)及时移走Ni(CO)4,加压。 (2)0.05mol·L-min-。 (3)bc。 (4)先将粗镍和CO在50℃反应生成羰基镍,然后将羰基镍转移到另外一个中,升温至230℃热解得到纯镍。 |
解析
(1)反应(1)是正向气体体积缩小的放热反应,因此根据平衡移动原理在温度不变的情况下采取可增大CO浓度,及时移走Ni(CO)4,加压的方法等提高产率; (2)根据题意,反应的Ni为1 mol,则生成Ni(CO)4为1 mol,反应速率为1/(2×10)=0.05mol·L-min-; (3)反应(2)是正向气体体积增大的吸热反应,则,降低温度平衡逆向移动,平衡常数K、CO的浓度、Ni的质量、v逆【Ni(CO)4】均减小;根据反应⑴⑵的特点可提纯粗镍。 【考点定位】 本题考查化学反应速率、平衡移动原理的应用。 |
举一反三
二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应: 甲醇合成反应: (i)CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) △H1 = -90.1kJ•mol-1 (ii)CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H2 = -49.0kJ•mol-1 水煤气变换反应: (iii)CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g) △H3 = -41.1kJ•mol-1 二甲醚合成反应: (iV)2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) △H4 = -24.5kJ•mol-1 回答下列问题: (1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是 (以化学方程式表示)。 (2)分析二甲醚合成反应(iV)对于CO转化率的影响 。 (3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 。根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响 。 (4)有研究者在催化剂(含Cu—Zn—Al—O和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是 。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200108/20200108195221-15708.jpg) (5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度等于甲醇直接燃料电池(5.93kW•h•kg-1)。若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为 ,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生 个电子的能量;该电池的理论输出电压为1.20V,能量密度E = (列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1 kW•h = 3.6×106J)。 |
将4mol A气体和2mol B气体在2L的密闭容器内混合,并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g) 2C(g),若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L-1,现有下列几种说法: ①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L-1·s-1 ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L-1·s-1 ③2s时物质A的转化率为70% ④2s时物质B的浓度为0.7mol·L-1 其中正确的是 |
已知工业上合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0。在一体积为2L的密闭容积中,加入0.20mol的N2和0.60mol的H2,反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示,
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200108/20200108195211-98359.jpg) 请回答下列问题: (1) 写出该反应平衡常数的表达式K="_____" (2)反应进行到4分钟到达平衡。请计算从反应开始到刚刚平衡,平均反应速率v(NH3) 为 ; (3)5分钟时,保持其它条件不变,把容器的体积缩小一半,平衡 移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)。化学平衡常数将 (填“增大”、“减少”或“不变”)。 (4)N2和H2的反应还有其它应用。如:有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,分别以N2、H2为电极反应物,以HCl—NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池,试写出该电池的正极电极反应式 。 |
在80℃时,将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
时间(s) C(mol/L)
| 0
| 20
| 40
| 60
| 80
| 100
| C(N2O4)
| 0.20
| a
| 0.10
| c
| d
| e
| C(NO2)
| 0.00
| 0.12
| b
| 0.22
| 0.22
| 0.22
| 反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,发现气体的颜色变浅。 请回答下列问题: (1)该反应的化学方程式为 ,正反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)20s时,N2O4的的浓度为 mol/L,0~20s内N2O4的平均反应速率为 。 (3)在80℃时该反应的平衡常数K值为 (保留2位小数)。 (4)在其他条件相同时,该反应的K值越大,表明建立平衡时 。 A、N2O4的转化率越高 B、NO2的产量越大 C、N2O4与NO2的浓度之比越大 D、正反应进行的程度越大 |
为了减少温室气体排放,目前工业上采用CO2与H2在催化剂作用下反应制备重要化工原料CH3OH的工艺:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)。为了探究其反应原理进行如下实验,在2L恒容的密闭容器内250℃条件下,测得n(CO2)随时间的变化情况如下表:
时间(s)
| 0
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| n(CO2)(mol)
| 0.40
| 0.35
| 0.31
| 0.30
| 0.30
| 0.30
| 根据题目回答下列问题: (1)0~3 s内用H2表示的平均反应速率是____________; (2)平衡时CO2的转化率是____________。 (3)能说明反应已达平衡状态的是____________。 A.υ(H2)=3υ(CO2) B.容器内压强保持不变 C.υ逆(CO2)=υ正(CH3OH) D.容器内密度保持不变 (4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有 _________。 A.及时分离出产物 B.适当降低温度 C.其他条件不变,增大CO2浓度 |
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