题目内容

应用化学反应原理知识解决下列问题
（1）某温度下纯水中c （H+） = 2.0×10-7 mol·L-1，则此纯水中的c （OH-） =           。
（2）将某CH3COOH溶液稀释10倍，则稀释后的溶液中c（H+）       原来的十分之一（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）0.1 mol·L-1的下列溶液①HCl、②CH3COOH、③CH3COONa、④FeCl3、⑤NaOH，其中pH最大的是                （填序号）；实验室配制的氯化铁溶液显弱酸性的原因：                                                        （用离子方程式表示）。
（4）一定条件下22g二氧化碳气体与足量氢气反应生成气态甲醇（CH3OH）和水蒸气时，放出247.5kJ热量，其反应的热化学方程式为                                                。
（1）2.0×10-7 mol·L-1（1分） （2）大于 （2分）
（3）⑤     （2分）     Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+   （3分）
（4）CO2（g）+3 H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g ）  △H＝－495.0kJ·mol-1  （3分）

试题分析：（1）由于在任何的纯水中，水电离出的氢离子浓度总是等于水电离出的OH-浓度，因此某温度下纯水中c （H+）＝2.0×10-7 mol·L-1，则此纯水中的c （OH-）＝2.0×10-7 mol·L-1。
（2）醋酸是弱酸，存在电离平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋。稀释促进电离，溶液中氢离子的物质的量增大，所以将某CH3COOH溶液稀释10倍，则稀释后的溶液中c（H+）大于原来的十分之一。
（3）HCl是强酸，酸性最强，pH最小。CH3COOH是弱酸，溶液显酸性，pH小于7。CH3COONa是强碱弱酸盐，CH3COO－水解，溶液显碱性，pH大于7。FeCl3是强酸弱碱盐，铁离子水解溶液显酸性，pH小于7。NaOH是强碱，溶液的碱性最强，pH最大，因此pH最大的是⑤；FeCl3是强酸弱碱盐，铁离子水解溶液显酸性，离子方程式为Fe3++3H2OFe（OH）3+3H＋。
（4）22g二氧化碳的物质的量＝22g÷44g/mol＝0.5mol，此时反应放出的热量是247.5kJ，则1molCO2参加反应放出的热量是247.5kJ×2＝495.0kJ，因此该反应的热化学方程式为CO2（g）＋3 H2（g）＝CH3OH（g）＋H2O（g ）  △H＝－495.0kJ·mol-1。
练习册系列答案
相关题目
下图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:

Ⅰ.已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为:K=,写出它所对应反应的化学方程式:                                  
                                                     　。 
Ⅱ.二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3。工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0～10.0 MPa,温度230～280 ℃)进行下列反应:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
ΔH1="-90.7" kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH2="-23.5" kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH3="-41.2" kJ·mol-1
(1)写出催化反应室中三个反应的总反应的热化学方程式:                          。
(2)在某温度下,2 L密闭容器中发生反应①,起始时CO、H2的物质的量分别为2 mol和6 mol,3 min后达到平衡,测得CO的转化率为60%,则3 min内CO的平均反应速率为　　　　　　　　。若同样条件下起始时CO物质的量为4 mol,达到平衡后CH3OH为2.4 mol,则起始时H2为　　　　mol。
(3)下列有关反应③的说法正确的是　　　　。
A.在体积可变的密闭容器中,在反应③达到平衡后,若加压,则平衡不移动、混合气体平均相对分子质量不变、混合气体密度不变
B.若830 ℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K＞1.0
C.某温度下,若向已达平衡的反应③中加入等物质的量的CO和H2O(g),则平衡右移、平衡常数变大
(4)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一系列实验,每次实验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,实验结果如图,

则CO转化率随温度变化的规律是                                        　。
其原因是                                                   　。
Ⅰ．沿海地区有着丰富的海水资源，海水中主要含有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO42－、Br－、CO32－、HCO3－等离子。合理利用资源和保护环境是可持续发展的重要保证。
（1）海水经过处理后可以得到无水氯化镁，无水氯化镁是工业制取镁的原料。试写出电解熔融氯化镁制取金属镁的化学反应方程式                                。
（2）某化工厂生产过程中会产生含有Cu2＋和Pb2＋的污水。排放前拟用沉淀法除去这两种离子，根据下列数据，你认为投入          （选填“Na2S”或“NaOH”）效果更好。
难溶电解质
Cu(OH)2
CuS
Pb(OH)2
PbS
Ksp
4．8×10－20
6．3×10－36
1．2×10－15
1．0×10－28
 
（3）火力发电在我国的能源利用中占较大比重，但是排放出的SO2会造成一系列环境和生态问题。利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如下图所示：

①天然海水的pH≈8，试用离子方程式解释天然海水呈弱碱性的原因         （任写一个）。
②某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2吸收效率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如图所示。

请你根据图示实验结果，就如何提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率，提出一条合理化建议：   。
③天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3、HSO3－等分子或离子，使用氧气将其氧化的化学原理是                  （任写一个化学方程式或离子方程式）。氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是                        。
Ⅱ．能源是人类生存和发展的重要支柱。研究化学反应过程中的能量变化在能源紧缺的今天具有重要的理论意义。已知下列热化学方程式
①2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)    H＝－570kJ/mol；
②H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(g)   H＝－242kJ/mol；
③C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)    H＝—110．5kJ/moL；
④C(s)+O2(g)＝CO2(g)       H＝—393．5kJ/moL；
⑤CO2(g)+2H2O(g)＝2CH4(g)+2 O2(g) H＝+890kJ/moL
回答下列问题
（1）上述反应中属于吸热反应的是               。
（2）H2的燃烧热为△H＝               。
（3）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然难直接测定，但可通过间接的方法求得。已知C(s) + H2O(g)＝H2(g)+ CO(g)    H＝akJ/moL；则a＝        ；该反应的熵S        0(选填“＞”、“＝”、“＜”)；已知自由能G＝H—TS，当G＜0时可自发进行。则该反应在什么条件下可自发进行__________________。
（4）CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是     。

A．负极的电极反应式为：CO+O2—―2e-＝CO2
B．工作时电极b作正极，O2—由电极a流向电极b
C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高
工业上常利用CO和H2合成可再生能源甲醇。
（1）已知CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1和726.5 kJ·mol-1，则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为                       。
（2）合成甲醇的方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)    ΔH <0。
在230 ℃?270 ℃最为有利。为研究合成气最合适的起始组成比n(H2):n(CO)，分别在230 ℃、250 ℃和270 ℃进行实验，结果如下左图所示。其中270 ℃的实验结果所对应的曲线是_____（填字母）；当曲线X、Y、Z对应的投料比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度与投较比的关系是                    。

（3）当投料比为1∶1，温度为230 ℃，平衡混合气体中，CH3OH的物质的量分数为        （保留1位小数）；平衡时CO的转化率           。
已知在25℃时：2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)　△H1＝－222kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)　　△H2＝－484kJ/mol
C(s)＋O2(g)＝CO2(g)     △H3＝－394kJ/mol
则25℃时，CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)的反应热△H4为
A．－82kJ/molB．－41kJ/molC．－312kJ/molD．＋82kJ/mol
我国工业上主要采用以下四种方法降低尾气中的含硫量：
方法1
燃煤中加入石灰石，将SO2转化为CaSO3，再氧化为CaSO4
方法2
用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化为(NH4)2SO4
方法3
高温下用水煤气将SO2还原为S
方法4
用Na2SO3溶液吸收SO2，再电解转化为H2SO4
 
（1）方法1中已知：① CaO(s)＋CO2(g)＝CaCO3(s)  ΔH=－178.3 kJ/mol
②CaO(s)＋SO2(g)＝CaSO3(s) ΔH=－402.0 kJ/mol 
③2CaSO3(s)＋O2(g)＝2CaSO4(s) ΔH=－2314.8 kJ/mol
写出CaCO3与SO2反应生成CaSO4的热化学方程式：____；此反应的平衡常数表达式为：_____。

（2）方法2中最后产品中含有少量(NH4)2SO3，为测定(NH4)2SO4的含量，分析员设计以下步骤：
①准确称取13.9 g 样品，溶解；
②向溶液中加入植物油形成油膜，用滴管插入液面下加入过量盐酸，充分反应，再加热煮沸；
③加入足量的氯化钡溶液，过滤；
④进行两步实验操作；
⑤称量，得到固体23.3 g，计算。
步骤②的目的是：_____。步骤④两步实验操作的名称分别为：  _____、_____。样品中(NH4)2SO4的质量分数：____（保留两位有效数字）。
（3）据研究表明方法3的气配比最适宜为0.75［即煤气（CO、H2的体积分数之和为90%）∶SO2烟气（SO2体积分数不超过15%）流量=30∶40］。用平衡原理解释保持气配比为0.75的目的是：_____。
（4）方法4中用惰性电极电解溶液的装置如图所示。阳极电极反应方程式为_____。
空气质量与我们的健康息息相关，目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数（AQI），SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物。
（1）上述3种气体直接排入空气后会引起酸雨的气体有                        （填化学式）。
（2）早期人们曾经使用铅室法生产硫酸，其主要反应为：
SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g）
①若已知2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）  ΔH＝a kJ·mol－1
2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）    ΔH＝b kJ·mol－1
则SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g）  ΔH＝               kJ·mol－1。
②一定温度下，向固定体积为2 L的密闭容器中充入SO2和NO2各1 mol，发生反应：SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g）。下列事实中不能说明该反应达到平衡状态的是         （选填序号）。
a．体系压强保持不变          b．混合气体的颜色保持不变
c．NO的物质的量保持不变    d．每生成1 mol SO3的同时消耗1 mol NO2
③测得②中反应5 min末到达平衡，此时容器中NO与NO2的体积比为3︰1，则这段时间内SO2的反应速率υ（SO2）＝               ，此反应在该温度下的平衡常数K＝                          。
（3）甲醇日趋成为重要的有机燃料，通常利用CO和H2合成甲醇，其反应的化学方程式为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。今在一容积可变的密闭容器中，充有10 mol CO和20 mol H2，用于合成甲醇。CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（P）的关系如图所示：

①上述合成甲醇的反应为                 反应（填“放热”或“吸热”）。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为                     。
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池，电解质溶液为KOH浓溶液，则该电池工作时正极的电极反应式为                                                  ，理论上通过外电路的电子最多为                       mol。
化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。请回答下列问题：
（1）已知C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)，则该反应的平衡常数表达式为               。
（2）已知在一定温度下，
C（s）+CO2（g）   2CO（g）          △H1
CO（g）+H2O（g）   H2（g）+CO2（g） △H2
C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g）    △H3
则△H1、△H2、△H3之间的关系是：                             。
（3）通过研究不同温度下平衡常数可以解决某些实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应时，会发生如下反应： CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如表所示。
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
 
则该反应的正反应方向是     反应（填“吸热”或“放热”），在500℃时，若设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，则CO的平衡转化率为     。
（4）从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。对反应N2O4(g) 2NO2(g)  △H＞0在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是      ：

A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
D．由状态A到状态B，可以用加热的方法
E．A、C两点的化学平衡常数：A=C
（5）工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2，再用下图装置电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4（阴离子交换膜只永许阴离子通过），阳极电极反应式为：               ，阳极区逸出气体的成分为       （填化学式）。
研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为                                。
利用反应6NO2＋ 8NH37N2＋12 H2O也可处理NO2。当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是       L。
（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ΔH="-196.6" kJ·mol-1
2NO（g）+O2（g）2NO2（g）  ΔH="-113.0" kJ·mol
则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH=            kJ·mol-1。
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是       。
a．体系压强保持不变                 b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变         d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2
该温度下，此反应的平衡常数表达式K=         。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH     0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是                                    。

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