题目内容

电离平衡常数(用Ka表示)的大小可以判断电解质的相对强弱。25℃时,有关物质的电离平衡常数如下表所示:

化学式
HF
H2CO3
HClO
电离平衡常数
(Ka)
7.2×10-4
K1=4.4×10-7
K2=4.7×10-11
3.0×10-8
 
(1)已知25℃时,①HF(aq)+OH(aq)=F(aq)+H2O(l)  ΔH=-67.7kJ/mol,
②H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)        ΔH=-57.3kJ/mol
氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为________________________。
(2)将浓度为0.1 mol/LHF溶液加水稀释一倍(假设温度不变),下列各量增大的是____。
A.c(H+)       B.c(H+)·c(OH)     C.   D.
(3)25℃时,在20mL0.1mol/L氢氟酸中加入VmL0.1mol/LNaOH溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,下列说法正确的是_____。

A.pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中, 由水电离出的c(H+)相等
B.①点时pH=6,此时溶液中,c(F)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L
C.②点时,溶液中的c(F)=c(Na+)
D.③点时V=20mL,此时溶液中c(F)< c(Na+)=0.1mol/L
(4)物质的量浓度均为0.1mol/L的下列四种溶液: ① Na2CO3溶液 ② NaHCO3溶液③ NaF溶液 ④NaClO溶液。依据数据判断pH由大到小的顺序是______________。
(5)Na2CO3溶液显碱性是因为CO32—水解的缘故,请设计简单的实验事实证明之
___________________________________________________________。
(6)长期以来,一直认为氟的含氧酸不存在。1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO,其结构式为H—O—F。HFO与水反应得到HF和化合物A,每生成1molHF转移     mol电子。

(1)HF(aq) H+(aq) +F(aq) △H=-10.4KJ·mol—1(不写可逆号扣1分)(2)CD
(3)BC (4)①④②③(或①>④>②>③,用物质名称表示也对)(5)在碳酸钠溶液中滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去或变浅。(6)1

解析试题分析:(1)利用盖斯定律将①-②可得,HF(aq)?F-(aq)+H+(aq)△H="-10.4" kJ?mol-1;(2)将浓度为0.1 mol/LHF溶液加水稀释一倍,c(H+)减小,根据水的离子积常数,c(OH)增大,D选项正确。(3)A.酸碱抑制水的电离,盐促进水的电离,A选项错;B.根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(F)+c(OH)此时溶液中, c(F)-c(Na+)=c(H+)-c(OH)=10-6-10-9=9.9×10-7mol/L ;C.根据电荷守恒和溶液呈中性,不难得到,溶液中的c(F)=c(Na+);D.③点时V=20mL,此时酸碱溶液恰好完全反应,是氟化钠盐溶液,氟离子水解,溶液中c(F)< c(Na+)=0.05mol/L。(4)酸越弱,所对应的盐溶液碱性越强;酸性:HF>H2CO3>HClO>HCO3 ,则所对应盐的碱性:Na2CO3溶液>NaClO溶液> NaHCO3溶液>NaF溶液 ;(5)在碳酸钠溶液中滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去或变浅。(6)HFO的原子连接顺序为H-O-F(八隅律,最外电子均为8),H-O中电子偏向O,O呈-1,O-F电子偏向F(F电负性大于O),O呈+1,综合O的化合价为0,F的化合价-1。
考点:考查热化学方程式书写、盐类水解相关计算等知识。

练习册系列答案
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甲醇是一种优质燃料,可制作燃料电池。
(1)为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    △H=-49.0kJ/mol
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右图。请回答:

①从反应开始到平衡,氢气的反应速率:v(H2)=                        
②能够说明该反应已达到平衡的是_________。
A.恒温、恒容时,容器内的压强不再变化
B.恒温、恒容时,容器内混合气体的密度不再变化
C.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D.一定条件下,单位时间内消耗3molH2的同时生成1molCH3OH
③下列措施中能使平衡混合物中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是           
A.加入催化剂                B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离      D.降低温度
④求此温度(T1)下该反应的平衡常数K1                (计算结果保留三位有效数字)。
⑤另在温度(T2)条件下测得平衡常数K2,已知T2>T1,则K2     (填“>”、“=”或“<”)K1
(2)以CH3OH为燃料(以KOH溶液作电解质溶液)可制成CH3OH燃料电池(电池总反应式:2CH3OH+3O2+4OH=2CO32+6H2O),则充入CH3OH的电极为  极,充入O2的电极反应式              
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  △H1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2
则1mol甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水时反应的△H=                   。(用含△H1、△H2的式子表示)

氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。
(1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
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③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
则a为               
(2)反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中进行。下图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比 [n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料时二氧化碳转化率的情况。

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生产中应选用水碳比的数值为     (选填序号)。
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(3)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:
NO+NO2+H2O=2HNO2      2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。
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②下图是尿素含量对脱氮效率的影响,从经济因素上考虑,一般选择尿素浓度约为           %。

(4)下图表示使用新型电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量,同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式             。生产中可分离出的物质A的化学式为       

(15分)火力发电厂释放出大量氮氧化物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx
CH4(g) + 4NO2(g) =4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H1=-574 kJ·mol-1
CH4(g) + 4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)  △H2=-1160 kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为                                   
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)   △H3
       
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为    mol/(L·min);第10 min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡        (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
②取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3    0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)脱硫。利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得。NaOH溶液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-)︰n(HSO3)变化关系如下表:

n(SO32)︰n(HSO3)
91︰9
1︰1
9︰91
pH
8.2
7.2
6.2
① 由上表判断,NaHSO3溶液显   性,用化学平衡原理解释:              
② 当溶液呈中性时,离子浓度关系正确的是(选填字母):    
a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
b.c(Na+) > c(HSO3-) > c(SO32-) > c(H+) = c(OH-)
c.c(Na+) + c(H+) = c(SO32-) + c(HSO3-) + c(OH-)

PM2.5(可入肺颗粒物)污染跟冬季燃煤密切相关,燃煤还同时排放大量的CO2、SO2和NOx
(1)最近有科学家提出构想:把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。
①已知在常温常压下:
2CH3OH(l)+3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(g) ?H = -1275.6 kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  ?H = -566.0 kJ/mol     
H2O(g)=H2O(1) ?H = -44.0 kJ/mol
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________________。
②以甲醇和氧气反应制成的燃料电池如图所示,该电池工作过程中O2应从______(填“c”或“b”)口通入,电池负极反应式为__________________。

③25℃时,将甲醇燃烧生成的足量CO2通入到浓度为0.lmol·L-1,NaOH溶液中,所得溶液的pH=8,溶液中离子浓度由大到小的顺序是_________________。
(2)已知在一定条件下,NO与NO2存在下列反应:NO(g)+NO2(g)=N2O3(g),ΔH<0若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图能说明tl时刻达到平衡状态的是____________。

(3)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20molSO2和0.l0molO2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO30.18mol,则v(O2)=__________,若继续通入0.20mo1SO2和0.lmolO2,则平衡____________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)。
(4)在一定条件下,NO2可以被NH3还原为N2来消除NO2对环境造成的污染。25℃时,将NH3溶于水得l00mL 0.lmol·L的氨水,测得pH=11,则该条件下NH3·H2O的电离平衡常数约为___________。

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