题目内容

用化学反应原理相关知识同答
I.根据下表所示化学反应与数据关系回答下列问题:
化学反应平衡常数温度
973K1173K
①Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)K11.472.15
②Fe(s)+H2O(g)?FeO(s)+H2(g)K22.381.67
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)K3
(1)反应①是
 
(填“吸热“或“放热”)反应.
(2)根据反应①与②可推导出同温下K1、K2与K3之间的关系,则K3=
 
(用K1、K2表示).
(3)若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示:

①反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,若t2时只改变了一种外界条件,试判断:改变的条件可能是
 

②若t4时降压,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线.
II.请根据醋酸的电离平衡回答下列问题:
(1)常温下,0.1mol/L的CH3COOH溶液中有l%的CH3COOH分子发生电离,则溶液的pH=
 

(2)将上述溶液加蒸馏水稀释,在稀释过程中,下列各项中增大的是
 
(填字母编号).
A、c(H+)   B、
c(H+)
c(CH3COOH)
    C、c(H+)?c(OH-)    D、
c(OH-)
c(H+)
考点:化学反应速率变化曲线及其应用,化学平衡的影响因素,弱电解质在水溶液中的电离平衡
专题:基本概念与基本理论
分析:Ⅰ、(1)①Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)分析平衡常数随温度变化,升温平衡常数增大,平衡正向进行,正反应是吸热反应;
(2)依据反应①②③平衡常数表达式计算得到K3
(3)①该反应是一个反应前后气体体积不变的且是正反应是放热的化学反应,t2时逆反应速率增大,且平衡时反应速率大于t2时反应速率,平衡向逆反应方向移动,根据外界条件对化学反应速率的影响来分析解答;
②t4时降压,逆反应速率减小,但平衡不移动,t6时增大反应物的浓度,t6点逆反应速率不变,平衡向正反应方向移动,随着反应的进行,逆反应速率增大,大于原平衡浓度;
Ⅱ、(1)0.1mol/L 的CH3COOH溶液中有l%的CH3COOH分子发生电离,溶液中氢离子浓度为0.1mol/L×1%=0.001mol/L,依据溶液PH计算;
(2)弱电解质溶液中操作电离平衡,加水稀释促进电离,水溶液中操作离子积常数和电离平衡常数分析;
解答: 解:Ⅰ、(1)①Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)分析平衡常数随温度变化,升温平衡常数增大,平衡正向进行,正反应是吸热反应;
故答案为:吸热;
(2)①Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g) K1=
c(CO)
c(CO2)

②Fe(s)+H2O(g)?FeO(s)+H2(g) K2=
c(H2)
c(H2O)

③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) K3=
c(H2)c(CO2)
c(CO)c(H2O)

K3=
c(H2)c(CO2)
c(CO)c(H2O)
=
K2
K1

故答案为:
K2
K1

(3)①该反应是一个反应前后气体体积不变的且是正反应是放热的化学反应,t2时逆反应速率增大,且平衡时反应速率大于t2时反应速率,平衡向逆反应方向移动,改变的条件为增大生成物浓度或升高温度;
故答案为:升高温度或增大二氧化碳浓度或增大氢气浓度;
②t4时降压,逆反应速率减小,小于原平衡速率,但平衡不移动,t6时增大反应物的浓度,t6点逆反应速率不变,平衡向正反应方向移动,随着反应的进行,逆反应速率增大,大于原平衡速率,所以其图象为:
故答案为:
Ⅱ、(1)0.1mol/L 的CH3COOH溶液中有l%的CH3COOH分子发生电离,溶液中氢离子浓度为0.1mol/L×1%=0.001mol/L,则溶液PH=3;
故答案为:3;
(2)CH3COOH?CH3COO-+H+,溶液加蒸馏水稀释,在稀释过程中,电离程度增大,下列各项中增大的是;
A、电离平衡加入水稀释,c(H+)减小,故A错误;    
B、电离平衡加入水稀释促进电离,溶液中氢离子物质的量增大,醋酸分子物质的量减小,所以
c(H+)
c(CH3COOH)
 比值增大,故B正确;
C、温度一定,加入水 促进电离,溶液中c(H+)?c(OH-)为常数不变,故C错误;
D、电离平衡加入水稀释促进电离,氢离子浓度减小,依据离子积常数氢氧根离子浓度增大,
c(OH-)
c(H+)
比值增大,故D正确;
故选BD.
点评:本题考查了弱电解质的电离和盐类的水解,化学平衡常数的确定、外界条件对反应速率的影响等知识点,注意平衡常数的计算应用和推断分析,题目难度中等.
练习册系列答案
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臭氧可用于净化空气、饮用水的消毒、处理工业废物和作氧化剂.
(1)臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应.如:
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已知2Ag2O(s)═4Ag(s)+O2(g)△H=+62.2kJ/mol,
则常温下反应:2O3(g)═3O2(g)的△H=
 

(2)科学家首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧.臭氧在阳极周围的水中产生,电极反应式为3H2O-6e-=O3↑+6H+,阴极附近溶解在水中的氧气生成过氧化氢,其电极反应式为
 

(3)O3在碱性条件下可将Na2SO4氧化成Na2S2O8并生成氧气.写出该反应的化学方程式:
 

(4)所得的Na2S2O8溶液可降解有机污染物4-CP.原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基(SO4-?).通过测定4-CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生SO4-?的量.某研究小组设计实验探究了溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生SO4-?的影响.
①溶液酸碱性的影响:其他条件相同,将4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中,结果如图a所示.由此可知:溶液酸性增强,
 
(填“有利于”或“不利于”)Na2S2O8产生SO4-?.

②Fe2+浓度的影响:相同条件下,将不同浓度的FeSO4溶液分别加入c(4-CP)=1.56×10-4mol?L-1、c(Na2S2O8)=3.12×10-3 mol?L-1的混合溶液中.反应240min后测得实验结果如图b所示.已知 S2O82-+Fe2+═SO4-?+SO42-+Fe3+.则由图示可知下列说法正确的是:
 
(填序号)
A.反应开始一段时间内4-CP降解率随Fe2+浓度的增大而增大,原因是Fe2+能使Na2S2O8产生更多的SO4ˉ?.
B.Fe2+是4-CP降解反应的催化剂
C.当c(Fe2+)过大时,4-CP降解率反而下降,原因可能是Fe2+会与SO4-?发生反应,消耗部分SO4-?.
D.4-CP降解率反而下降,原因可能是生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强,不利于4-CP的降解.
③当c(Fe2+)=3.2×10ˉ3mol?L-1时,4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为
 

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