题目内容

(17分)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

(1)一定条件下,模拟某矿石形成的反应aW+bQ→cN+dP+eR得到两个图像。

①该反应的△H 0(填“>”、“=”或“<”)。

②某温度下,平衡常数表达式为K =c2(X),则由图(2)判定X代表的物质为____。

(2)将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)+F(s)2G(g)。忽略

固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示:

则K(915℃)与K(810℃)的关系为K(915℃)____K(810℃)(填“大于”、“等于”或“小于”),a、b、f三者的大小关系为 ,1000℃、3.0 MPa时E的转化率为____。(3)25℃时,H2CO3 HCO3-+H+的电离常数Ka=4×10—7 mo1·L-1,则该温度下,NaHCO3的水解常数Kh= ,请用适当的试管实验证明Na2CO3溶液中存在CO32-+H2O HCO3-+OH-的事实 。

 

(1)①>。②R。(2)大于;f>a>b;69.5%。(3)2.5×10—8,取少量碳酸钠溶液置于试管中,滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成,证明含有碳酸根;另取少量碳酸钠溶液置于试管中,滴加酚酞溶液变红,证明有氢氧根生成。

【解析】

试题分析:(1)①根据图(1)知,该反应的K正随温度的升高而增大,则该反应正向为吸热反应,△H>0。②根据图(2)知,该反应的化学方程式为2W+Q→3N+P+2R;某温度下,平衡常数表达式为K =c2(X),根据平衡常数表达式的书写原则:固体或纯液体不写入平衡常数表达式,则由图(2)判定X代表的物质为R。

(2)反应:E(g)+F(s) 2G(g)正向为气体体积减小的反应,加压,平衡逆向移动,G的体积分数(%)减小,结合题给数据分析,横行为压强对平衡影响的数据,即54.0>a>b;c>75.0>d;e>f>82.0;可得a、b、f三者的大小关系为f>a>b。根据上述分析知,e>c>54.0,表中数据纵行为温度对平衡的影响,升温,G的体积分数(%)增大,平衡正向移动,则该反应正向为吸热反应,则K(915℃)与K(810℃)的关系为K(915℃)大于K(810℃)。根据题给数据知,1000℃、3.0 MPa时G的体积分数(%)为82.0,根据反应:E(g)+F(s) 2G(g)利用三行式计算,设起始加入的E物质的量为1mol,转化的为x。

E(g)+F(s) 2G(g)

起始(mol):1 足量 0

转化(mol):x 2x

平衡(mol):1—x 2x

则2x/1+x=82.0%,解得x=0.695,E的转化率为69.5%。

(3)25℃时,H2CO3 电离常数Ka=c(HCO3—)c(H+)/c(H2CO3),NaHCO3的水解常数Kh=c(H2CO3)c(OH-)/c(HCO3—),则Ka·Kh=Kw,Kh=Kw/Ka=10—14/4×10—7=2.5×10—8,证明Na2CO3溶液中存在

CO32-+H2O HCO3-+OH-的事实为取少量碳酸钠溶液置于试管中,滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成,证明含有碳酸根;另取少量碳酸钠溶液置于试管中,滴加酚酞溶液变红,证明有氢氧根生成。

考点:考查化学平衡图像和平衡计算,外界条件对化学平衡的影响,弱电解质的电离和盐类的水解平衡。

 

练习册系列答案
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(16分)运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题:

(1)已知:①4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g) H=-1266.8kJ·mol-1

②N2(g)+O2(g)===2NO(g) H=180.5kJ·mol-1

写出氨高温催化氧化的热化学方程式 。

(2)氨气、空气可以构成燃料电池,其电池反应原理为4NH3+3O2===2N2+6H2O。则原电解质溶液显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),负极的电极反应式为 。

(3)合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下:

①由上表数据可知该反应为放热反应,理由是 ;

②理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是 (填字母序号);

a.增大压强 b.使用合适的催化剂

c.升高温度 d.及时分离出产物中的NH3

③400oC时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量浓度分别为3mol·L-1、2mol·L-1、1mol·L-1时,此时刻该反应的v正(N2) v逆(N2)(填“>”、“<”或“=”)。

(4)①25oC时,将amol·L-1的氨水与0.1mol·L-1的盐酸等体积混合。当溶液中c(NH4+)=c(Cl-)时,用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb= ;

②向25mL0.10mol·L-1的盐酸中滴加氨水至过量,该过程中离子浓度大小关系一定不正确的是 (填字母序号)。

a.c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-) b.c(C1-)>c(NH4+)=c(H+)>c(OH-)

c.c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+) d.c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)>c(Cl-)

 

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