题目内容

化学反应原理在科研和生产中有广泛应用
(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g)   △H﹥0   (Ⅰ)反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K=            ,若K=1,向某恒容密闭容器中加入1mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为                 ,
(2)如图所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体,则温度T1 T2(填“﹥”“﹤”或“=”)。上述反应体系中循环使用的物质是           。

(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化为 H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为      ,滴定反应的离子方程式为                                ,
(4)25℃时,H2SO3HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=         mol/L,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将        (填“增大”“减小”或“不变”)。

(1);66.7%;
(2)<; I2;
(3)淀粉; H2SO3+I2+H2O=2I-+SO42-+4H+;
(4)1.0×10-12;增大。

(1)根据题给的化学方程式:TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g),可知K=;由于K=1,设平衡时TaI4和S2的物质的量为x,则根据平衡常数可列式:(x/V)2=【(1-2x)/V】2,即:x2=(1-2x)2,解得x=1/3,故I2(g)的平衡转化率为:(2/3)×100%=66.7%;
(2)分析题给的化学方程式:TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g)   △H﹥0,该反应正向吸热;由于反应先在T2端开始,一段时间后在T1端得到晶体,说明反应生成的气体在T1端温度降低平衡左移,故温度T1<T2;在上述变化过程中I2可以循环使用;
(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量时的指示剂是淀粉,反应的离子方程式为:H2SO3+I2+H2O= 2I-+SO42-+4H+;
(4)根据NaHSO3的水解方程式:HSO3-+H2OH2SO3+OH-,其水解平衡常数的表达式为:Kh=c(H2SO3)×c(OH-)/c(HSO3-),故Ka×Kh= c(H+)×c(OH-)=Kw,可求出Kh =1.0×10-12;若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,溶液中发生反应:HSO32-+I2+H2O=SO42-+2I-+3H+,氢离子结合氢氧根离子,使平衡向右移动,造成溶液中增大。
【考点定位】此题综合考查了化学平衡常数、电离平衡常数和水解平衡常数、平衡转化率、化学平衡的移动、滴定指示剂的选择等知识。
练习册系列答案
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(1)O3在水中易分解,一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。

①pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是_________________。
②据表中的递变规律,推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填代号)
a. 40°C、pH=3.0      b. 10°C、pH=4.0       c. 30°C、pH=7.0
(2)向一容积为2升的密闭容器中充入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体,一定条件下发生某种反应。现有两个图像分别对该反应的情况进行描述:
图1表示各物质的浓度随时间的变化情况,其中t0~t1阶段c(B)未画出;
图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况,且t2、t3、t4各改变一种不同的条件(其中t2改变的条件是加入某种催化剂);(说明:图1中实线表示反应进程)

①你认为t3时改变的条件是       (填写“加压”或“减压”),B的起始物质的量为      mol;
②各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示:
时间段
t1~t2
t2~t3
t3~t4
t5~t6
平衡常数
K1
K2
K3
K4
用“﹥、﹤、=”符号来表达K1、K2、K3、K4之间的关系                          写此条件下该反应的热化学方程式                   ________________              
(3)工业上一般采用CO(g) + 2H2(g)   CH3OH(g)反应合成甲醇。
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数的数值:
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
①某温度下,将1mol CO和4mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO)= 0.1 mol/L,则CO的转化率为       ,此时的温度   250℃(填“>”、“<”、“=”)
②如下图是甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结示意图,则a处通入的是       
(填“甲醇”或“氧气”),b处电极上发生的电极反应是:                               

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