题目内容

【题目】(1)一定条件下,CO2与1.0mol·L-1NaOH溶液充分反应放出的热量如下表:

反应序号

CO2的物质的量/mol

NaOH溶液的体积/L

放出的热量/kJ

1

0.5

0.75

X

2

1.0

2.00

y

该条件下CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式为_____________________。

(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒温容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表:

温度 t/min

0

40

80

120

160

甲(673K)

2.00

1.50

1.10

0.80

0.80

乙(T)

2.00

1.45

1.00

1.00

1.00

丙(673K)

1.00

0.80

0.65

0.53

0.45

①甲容器中,0~40min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=____________。

②该反应的△H__________(填序号)

a.大于0 b.小于0 c.等于0 d.不能确定

③丙容器达到平衡时,NO的转化率为__________________。

(3)298K时,NH3·H2O的电离常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离常数Kal=4×10-7,Ka2=4×10-11。在NH4HCO3溶液中,c(NH4+)__________c(HCO3-)(填“>”、“<”或“=”);反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K的数值(用科学计数法表示)为_____。

【答案】CO(g)+NaOH(aq)﹦NaHCO3(aq),△H=(y-4x)kJ/mol 0.0125molL-1min-1 b 60% > 1.25×10-3

【解析】

(1)由表中数据,可写出下列两个热化学方程式:

反应1:2CO2(g)+3NaOH(ag)==Na2CO3(ag)+NaHCO3(ag)+H2O(l) H1= -4xkJ/mol

反应2:CO2(g)+2NaOH(ag)==Na2CO3(ag) +H2O(l) H2= -ykJ/mol

由盖斯定律,将反应1-反应2,即可得到该条件下CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式。

(2)①甲容器中,0~40min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=。

②甲与乙进行对比,从达平衡的时间看,乙所用时间短,则表明T>673K,平衡时乙中n(NO)大,从而得出升高温度,平衡逆向移动的结论。

③因为反应前后气体分子数相等,所以温度相同时,改变压强平衡不发生移动,甲与丙中NO的转化率相同,由于丙中NO的平衡浓度未知,所以可利用甲计算丙容器达到平衡时,NO的转化率。

(3)对比NH3·H2O和HCO3-的电离常数,从而得出二者的水解常数关系,由此推出在NH4HCO3溶液中,c(NH4+)与c(HCO3-)的大小关系;反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K===,代入数据即可求出K。

(1)由表中数据,可写出下列两个热化学方程式:

反应1:2CO2(g)+3NaOH(ag)==Na2CO3(ag)+NaHCO3(ag)+H2O(l) H1= -4xkJ/mol

反应2:CO2(g)+2NaOH(ag)==Na2CO3(ag) +H2O(l) H2= -ykJ/mol

由盖斯定律,将反应1-反应2,即可得到该条件下CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式为CO(g)+NaOH(aq)﹦NaHCO3(aq),△H=(y-4x)kJ/mol。答案为:CO(g)+NaOH(aq)﹦NaHCO3(aq),△H=(y-4x)kJ/mol;

(2)①甲容器中,0~40min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)== 0.0125molL-1min-1。答案为:0.0125molL-1min-1;

②甲与乙进行对比,从达平衡的时间看,乙所用时间短,则表明T>673K,平衡时乙中n(NO)大,从而得出升高温度,平衡逆向移动,该反应的△H<0,故选b。答案为:b;

③因为反应前后气体分子数相等,所以温度相同时,改变压强平衡不发生移动,甲与丙中NO的转化率相同,由于丙中NO的平衡浓度未知,所以可利用甲计算丙容器达到平衡时,NO的转化率为=60%。答案为:60%;

(3) 298K时,NH3·H2O的电离常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离常数Ka2=4×10-11,所以NH4+的水解能力比HCO3-弱,故NH4HCO3溶液中,c(NH4+)>c(HCO3-);反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=====1.25×10-3。答案为:>;1.25×10-3。

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