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)

解析试题分析:(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
考点:考查水的电离、盐类水解、稀释对电离平衡的影响、溶液pH大小比较以及热化学方程式的书写

练习册系列答案
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高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:Fe2O3(s)+3CO(g)??2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH=a kJ·mol-1
(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)=2Fe(s)+3CO(g)
ΔH1=+489.0 kJ·mol-1
②C(s,石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1。则a=________。
(2)冶炼铁反应的平衡常数表达式K=________,温度升高后,K值________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)在T ℃时,该反应的平衡常数K=64,在2 L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。

 
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
2.0
1.0
1.0
 
①甲容器中CO的平衡转化率为________。
②下列说法正确的是________(填字母)。
a.若容器内气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态
b.增加Fe2O3的量,可以提高CO的转化率
c.甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率
d.甲、乙容器中,CO的平衡浓度之比为2∶3
(4)采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a、b、c装置中能保护铁的是________(填字母)。
②若用d装置保护铁,X极的电极材料应是________(填名称)。

(5)25 ℃时有关物质的溶度积如下:Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39。25 ℃时,向含有Mg2、Fe3的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2)∶c(Fe3)=________。

实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求,依靠理论知识做基础。试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知某反应的平衡表达式为:它所对应的化学反应为:_____________________________
(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);ΔH=-90.8 kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5 kJ/mol
③CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g);ΔH=-41.3 kJ/mol
总反应:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH="__________" ,
二甲醚(CH3OCH3)直接作燃料电池具有启动快,效率高等优点,若电解质为酸性,该电池的负极反应为_____________________________。
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,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下表所示:

温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
 
该反应的正反应方向是_________反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,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B到状态A,可以用加热的方法
E.A、C两点的化学平衡常数:A>C
(5)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25℃时,将m mol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,向该溶液滴加n L氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将______(填”正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为_______mol·L-1。(NHH2O的电离平衡常数取Kb=2X10-5 mol·L-1
(6)某科研单位利用原电池原理,用SO2和O2来制备硫酸,装置如右图,电极为多孔的材料能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触.

①溶液中H+的移动方向由______ 极到______极;(用A、B表示)
②B电极的电极反应式为__________________________。

氨是最重要的化工产品之一。
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为                 
     
(2)CO对合成氨的催化剂有毒害作用,常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中CO,其反应原理为:[Cu(NH3)2CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3]CH3COO·CO(l) △H<0。吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,再生的适宜条件是 __________(填写选项编号)。
A.高温、高压    B.高温、低压    C.低温、低压    D.低温、高压
(3)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0。某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2,该反应进行到40 s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%。该温度下此反应平衡常数K的值为________。下图中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中的NH3浓度变化。若反应延续至70s,保持其它条件不变情况下,请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。

(4)将尿素施入土壤后,大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用,尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下,转化为碳酸铵。已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表:

弱电解质
H2CO3
NH3·H2O
电离平衡常数
Ka1=4.30×10-7   Ka2=5.61×10-11
1.77×10-5
 
现有常温下0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液,
①你认为该溶液呈        性(填“酸”、“中”、“碱”),原因是         
②就该溶液中粒子之间有下列关系式,你认为其中正确的是                
A.c(NH4+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(NH3·H2O)
B.c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C.c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1
D.c(NH4+)+ c(NH3·H2O)=2c(CO32-)+ 2c(HCO3-)+2c(H2CO3)

2013年12月2日,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥三号”探月卫星成功送入太空,进一步向广寒宫探索。“长征三号甲”是三级液体助推火箭,一、二级为常规燃料,常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。
Ⅰ.常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。但有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)  △H = -543kJ·mol-1
H2(g)+  F2(g)  =  HF(g)     △H = -269kJ·mol-1
H2(g)+  O2(g)  =  H2O(g)     △H = -242kJ·mol-1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式:_____________________________。
Ⅱ.氧化剂二氧化氮可由NO和 O2生成,已知在2 L密闭容器内,800 ℃时反应:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)  ΔH 的体系中,n(NO)随时间的变化如表:

时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.200
0.100
0.080
0.050
0.050
0.050
n(O2)(mol)
0.100
0.050
0.040
0.025
0.025
0.025
 
(1) 已知:K800>K1000,则该反应的ΔH ______0(填“大于”或“小于”),用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率为__________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________
a.容器内颜色保持不变                  b. 2v(NO)=v(O2)
c.容器内压强保持不变                  d.容器内密度保持不变
(3)为使该反应的速率增大,提高NO的转化率,且平衡向正反应方向移动应采取的措施有          
(4)在上述条件下,计算通入2 mol  NO和1 mol O2的平衡常数K=______________
(5)在上述条件下,若开始通入的是0.2 mol  NO2气体,达到化学平衡时,则NO2的转化率为       

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