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:①Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)+Q②Ni(
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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: ①Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)+Q ②Ni(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(CO)4的产率,可采取的措施有____________、____________ 。 (2)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 (3)简述羰基法提纯粗镍的操作过程____________________________________________。 |
答案
(1)增大CO浓度 加压 (2)bc (3)把粗镍和CO放于一个水平放置的密闭的玻璃容器中,然后在低温下反应,一段时间后在容器的一端加热 |
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可采取增大CO浓度,加压的方法提高产率; (2)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]减小;(3)根据反应①②的特点可提纯粗镍。 |
举一反三
可逆反应mA(g)+nBpC(g)+qD中,A和C都是无色气体,达到平衡后,下列叙述正确的是( )。 A.若增加B的量,平衡体系颜色加深,说明B必是气体 B.增大压强,平衡不移动,说明m+n一定等于p+q C.升高温度,A的转化率减小,说明正反应是吸热反应 D.若B是气体,增大A的量,A、B的转化率都增大 |
在一密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g),已知该反应在25 ℃和80 ℃时的平衡常数分别为5×104、2,下列说法正确的是( )。A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应 | B.在80 ℃时,测得某时刻Ni(CO)4、CO浓度均为0.5 mol·L-1,则此时v(正)<v(逆) | C.恒温恒压下,向容器中再充入少量的Ar,上述平衡将正向移动 | D.恒温恒容下,向容器中再充入少量Ni(CO)4(g),达新平衡时,Ni(CO)4的百分含量将增大 |
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能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的绿色能源之一。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。 Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.0 kJ/mol Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-129.0 kJ/mol (1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为_____。 (2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应Ⅰ,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。
①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为________; ②100 ℃时反应Ⅰ的平衡常数为________。 (3)在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下,将1.0 mol CO与2.0 mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是________(填字母序号)。A.c(H2)减小 | B.正反应速率加快,逆反应速率减慢 | C.CH3OH的物质的量增加 | D.重新平衡时减小 | E.平衡常数K增大 (4)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有甲醇蒸气重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是:___。 (5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用下图装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式_______________; ②写出除去甲醇的离子方程式___________________。 |
在相同的温度下,体积均为0.25 L的两恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.6 kJ/mol。实验测得起始、平衡时的有关数据如表所示,下列叙述错误的是( )
| 起始时各物质的物质 的量(mol)
| 达到平衡时能量变化
| 容器编号
| N2
| H2
| NH3
| ①
| 1
| 3
| 0
| 放出23.15 kJ能量
| ②
| 0.9
| 2.7
| 0.2
| 放出Q kJ能量
| A.容器①、②中反应的化学平衡常数相等 B.平衡时,两容器中氨气的体积分数均为14.3% C.反应②达到平衡时,放出的热量Q=23.15 kJ D.若①的体积为0.5 L,则达到平衡时放出的热量小于23.15 kJ |
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