题目内容
【题目】已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示,回答下列问题:
化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
电离平衡常数 | Ka=1.8×10-5 | Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 | Ka=3.0×10-8 |
(1)物质的量浓度均为0.1mol/L的四种溶液:pH由小到大排列的顺序是______(用编号填写)
a.CH3COONa b.Na2CO3 c.NaClO d.NaHCO3
(2)常温下,0.1mol/LCH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是____(填字母)。
A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH) C.c(H+)c(OH﹣) D.c(OH-)/c(H+) E.
(3)写出向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:___________。
(4)25℃时,将a mol/L的醋酸与b mol/L氢氧化钠等体积混合,反应后溶液恰好显中性,用a、b表示醋酸的电离平衡常数为_____。
(5)标准状况下,将1.12L CO2通入100mL 1mol/L的NaOH溶液中,用溶液中微粒的浓度符号完成下列等式: c(OH-)=2c(H2CO3)+___。
【答案】a<d<c<b BD ClO﹣+H2O+CO2=HCO3﹣+HClO b×10-7/(a-b) c(HCO3﹣)+c(H+)
【解析】
(1)弱酸的电离平衡常数越大,酸性越强,酸根的水解程度越弱;
(2)根据酸溶液稀释,弱酸的电离程度增大,结合水的离子积常数、弱电解质的电离平衡分析;
(3)次氯酸酸性大于碳酸氢根离子,反应生成碳酸氢钠和次氯酸;
(4)先确定溶液的成分,然后求出混合溶液中各种微粒的浓度,带入平衡常数表达式计算;
(5)根据质子守恒分析解答。
(1)据电离平衡常数可知,酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-,弱酸的酸性越弱,其酸根离子的水解程度越大,溶液的碱性就越强,所以pH由小到大排列的顺序是a<d<c<b;
(2)0.1mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程中,氢离子与醋酸根离子物质的量增大,浓度减小,酸性减弱。
A.根据上述分析可知:溶液中氢离子浓度减小,选项A错误;
B.加水稀释过程中,氢离子物质的量增大,醋酸分子物质的量减小,溶液的体积相同,所以增大,选项B正确;
C.水的离子积常数只与温度有关,温度不变,Kw不变,选项C错误;
D.醋酸溶液加水稀释时酸性减弱,氢离子浓度逐渐减小,氢氧根离子浓度增大,所以
增大,选项D正确;
E.是醋酸的电离平衡常数,醋酸的电离平衡常数只与温度有关,温度不变,电离平衡常数也不变,选项E错误;
故合理选项是BD;
(3)酸性H2CO3>HClO>HCO3-,向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳,反应产生次氯酸和碳酸氢钠,方程式为:ClO-+H2O+CO2=HCO3-+HClO;
(4)25℃时将amol/L的醋酸溶液与bmol/L的氢氧化钠溶液等体积混合,溶液呈中性,说明醋酸过量,发生反应为:CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O,溶液中c(CH3COOH)=mol/L,达到电离平衡时,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,c(Na+)=c(CH3COO-)=mol/L,则k=;
(5)标准状况下,将1.12L CO2通入100mL 1mol/L的NaOH溶液中,n(CO2)=1.12L÷22.4L/mol=0.05mol,n(NaOH)=1mol/L×0.1L=0.1mol,二者恰好完全反应生成碳酸钠,根据质子守恒得:c(OH-)=2c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(H+)。
【题目】我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。
Ⅰ.已知:2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △ H = 566kJ/mol;2Fe(s)+O2(g)= Fe2O3(s) △ H = 825.5kJ/mol
反应:Fe2O3(s) + 3CO(g)2Fe(s) + 3CO2(g) △H =_____kJ/mol。
Ⅱ.反应 Fe2O3(s) + 3CO(g)2Fe(s) + 3CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.0。在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10min后达到平衡。
(1)欲提高 CO 的平衡转化率,促进 Fe2O3的转化,可采取的措施是_____
a.提高反应温度 b.增大反应体系的压强 c.选取合适的催化剂 d.及时吸收或移出部分CO2 e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅲ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:
CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:
(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2) =_____。
(2)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表:
容器 | 反应物投入的量 | 反应物的转化率 | CH3OH的浓度 | 能量变化(Q1,Q2,Q3均大于 0) |
甲 | 1mol CO 和 2mol H2 | a1 | c1 | 放出Q1kJ 热量 |
乙 | 1mol CH3OH | a2 | c2 | 吸收Q2kJ 热量 |
丙 | 2mol CO 和 4mol H2 | a3 | c3 | 放出Q3kJ 热量 |
则下列关系正确的是_____。
a. c1 = c2 b..2Q1 = Q3 c..2a1 = a3 d..a1+ a2= 1 e.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1 + Q2)kJ 热量