题目内容
【题目】按要求回答下列问题:
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) △H1
反应Ⅱ:NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2= +72.49kJ/mol
总反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3= -86.98kJ/mol
①反应Ⅰ的△H1=______________。
②一定温度下,在体积固定的密闭容器中按 n(NH3):n(CO2)=2:1 进行反应Ⅰ,下列能说明反应Ⅰ达到了平衡状态的是_______(填序号)。
A 容器内气体总压强不再变化
B NH3与CO2的转化率相等
C 容器内混合气体的密度不再变化
(2)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示:
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1 000 | 1 200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
①该反应的化学平衡常数表达式为K=___________。
②该反应为____________(填“吸热”或“放热”)反应。
③某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________℃。
④在800 ℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L-1,c(H2)为1.5 mol·L-1,c(CO)为1 mol·L-1,c(H2O)为3 mol·L-1,此时反应向________(填“正向”或“逆向”)进行。
(3)工业上从废铅蓄电池废液回收铅的过程中,常用纯碱溶液与处理后的铅膏(主要含PbSO4)发生反应:PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)。已知溶度积常数:Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,则该反应的化学平衡常数K =____。
【答案】-159.47 kJ/mol AC c(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2) 吸热 830 逆向 2.2×105或2.16×105
【解析】
(1) ①根据盖斯定律计算;②根据反应达到化学平衡状态的特征进行分析判断;
(2)①根据平衡常数表达式书写;②根据影响平衡常数的因素进行分析;③根据浓度商和平衡常数的关系判断反应进行的方向;
(3)根据溶度积和平衡常数表达式进行计算。
(1)①反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)△H1
反应Ⅱ:NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2= +72.49kJ/mol
总反应:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H3= -86.98kJ/mol
根据盖斯定律计算:△H1=△H3-△H2=-86.98kJ/mol-72.49kJ/mol=-159.47 kJ/mol,故答案:-159.47 kJ/mol;
②A.根据2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)反应可知,反应前后气体体积减小,容器内气体总压强不再变化说明反应达到平衡状态,故A正确;
B.转化率与起始量和变化量有关,所以NH3与CO2的转化率相等,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;
C.根据2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)反应可知, 反应前后气体质量变化,气体体积不变,容器内混合气体的密度不再变化说明反应达到平衡状态,故C正确;
故答案为:AC;
(2) ①因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以K= ,故答案为:K=;
②化学平衡常数的大小只与温度有关,升高温度平衡向吸热的方向移动,由表可知:升高温度,化学平衡常数增大,说明化学平衡正向移动,因此正反应方向吸热反应,故答案为:吸热;
③某温度下,因为平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),所以=1,根据表格可知:温度为830℃时K=1,所以此时的温度为830℃,故答案:830;
④已知800 ℃时,K=0.9。某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L-1,c(H2)为1.5 mol·L-1,c(CO)为1 mol·L-1,c(H2O)为3 mol·L-1,根据Qc===1>0.9,此时反应向逆反应方向进行,故答案:逆向;
(3)Ksp(PbCO3)= 7.4×10-14,Ksp (PbSO4)= 1.6×10-8,在水溶液中进行PbSO4(s)+
【题目】水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。要保护好河流,河水是重要的饮用水源,污染物通过饮用水可直接毒害人体。也可通过食物链和灌溉农田间接危及健康。请回答下列问题:
(1)25℃时,向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体,得到pH为11的溶液,其水解的离子方程式为________,由水电离出的c(OH-)=_______mol/L
(2)纯水在100℃时,pH=6,该温度下1mol/L的NaOH溶液中,由水电离出的 c(OH-)=_______mol/L。
(3)体积均为100mL、pH均为2的CH3COOH溶液与一元酸HX溶液,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示,则HX的电离平衡常数___(填”大于””小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数。
(4)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知:
化学式 | 电离平衡常数(25℃) |
HCN | K=4.9×10-10 |
CH3COOH | K==1.8×10-5 |
H2CO3 | K1=4.3×10-7、K2=5.610-11 |
①25℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3液和CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为___。
②向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的化学方程式为______
(5)25℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中 c(CH3COO-)-c(Na+)=_____(填精确值)mol/L