题目内容
11.Ⅰ合成氨在工业上有重要用途,原料氢气来源于天然气.完成下列填空:
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS,若恰好完全反应,则该溶液中存在4个平衡.
(2)一定条件下向NH4HS溶液中通入富氧空气(含氧体积分数50%),得到单质硫并使吸收液再生,写出该反应的化学方程式:2NH4HS+O2═2 NH3•H2O+2S↓,.当消耗标况下22.4升富氧空气时,有2mol电子转移.
(3)H2来自于天然气:CH4(g)+H2O(g)?3H2(g)+CO(g).如果该反应在恒容密闭容器中进行,能说明其达到化学平衡状态的是ad.(选填编号)
a.υ正(H2):υ逆(CO)=3:1 b.气体密度不再改变
c.c(H2):c(CO)=3:1 d.气体的平均相对分子质量保持不变
Ⅱ氨水是实验室常用的弱碱.
(1)在25℃时,将a mol/L氨水与0.01mol/L盐酸等体积混合,平衡时,溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显中(填“酸”、“碱”或“中”)性;amol/LNH4Cl与a mol/L氨水等体积混合(pH>7),混合溶液中微粒的物质的量浓度由大到小顺序:c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3•H2O)>c(OH-)>c(H+).
(2)25℃时CH3COOH和NH3•H2O的电离常数相等,现向10mL浓度为0.1mol/L的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中cd. (选填编号)
a.水的电离程度始终增大
b.正好生成CH3COONH4时,与纯水中H2O的电离程度相同
c.常温下等浓度的NH4Cl和CH3COONa两溶液的pH之和为14
d.当加入氨水的体积为10mL时,c(NH4+)=c(CH3COO-)
(3)往CaCl2溶液中通入CO2至饱和,无明显现象,再通一定量氨气后有白色沉淀,请用电离平衡理论解释上述现象:饱和H2CO3溶液中电离产生的CO32-很少,因此没有沉淀,加入氨水后,促进H2CO3的电离,CO32-离子浓度增大,有沉淀产生.
分析 (1)H2S电离产生氢离子和硫氢根离子、硫氢根离子电离产生氢离子和硫离子、氨水电离产生铵根离子和氢氧根离子、水电离产生氢离子的氢氧根离子;
(2)NH4HS溶液中通入富氧空气(含氧体积分数50%),得到单质硫,所以反应方程式为:2NH4HS+O2═2 NH3•H2O+2S↓;当消耗标况下22.4升富氧空气时氧气的体积为11.2L,所以氧气的物质的量为0.5mol;
(3)根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态;
Ⅱ(1)在25℃下,平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=0.005mol/L,根据物料守恒得n(NH3.H2O)=(0.5a-0.005)mol/L,根据电荷守恒得c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,溶液呈中性;amol/LNH4Cl与a mol/L氨水等体积混合(pH>7),说明氨水的电离为主,溶液呈碱性,所以离子浓度大小为:c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3•H2O)>c(OH-)>c(H+);
(2)a.开始时,溶液的酸性逐渐减弱,水的电离程度逐渐增大,当氨水过量后,溶液中氢氧根离子浓度逐渐增大,水的电离程度逐渐减小;
b.正好生成CH3COONH4时,醋酸根和铵根离子水解对水的电离起促进作用,所以与纯水中H2O的电离程度不相同;
c.常温下等浓度的NH4Cl和CH3COONa两溶液的,水解程度相同,而氯化铵水解呈酸性,醋酸钠水解呈碱性,所以pH之和为14;
d.CH3COOH和NH3•H2O的电离常数相等,氨水与醋酸的浓度、体积相等时,溶液显示中性,根据电荷守恒可知c(NH4+)=c(CH3COO-);
(3)通入一定量的NH3后使溶液呈碱性,能够生成NH4Cl,饱和H2CO3溶液中电离产生的CO32-很少,因此没有沉淀.加入氨水后,促进H2CO3的电离,CO32-离子浓度增大,有沉淀产生.
解答 解:(1)H2S电离产生氢离子和硫氢根离子、硫氢根离子电离产生氢离子和硫离子、氨水电离产生铵根离子和氢氧根离子、水电离产生氢离子的氢氧根离子,所以存在4个平衡,故答案为:4;
(2)NH4HS溶液中通入富氧空气(含氧体积分数50%),得到单质硫,所以反应方程式为:2NH4HS+O2═2 NH3•H2O+2S↓,当消耗标况下22.4升富氧空气时氧气的体积为11.2L,所以氧气的物质的量为0.5mol,所以转移电子数为:0.5mol×4=2mol,故答案为:2NH4HS+O2═2 NH3•H2O+2S↓;2;
(3)a.υ正(H2):υ逆(CO)=3:1,正反应和逆反应速率相等,达平衡状态,故正确;
b.气体密度一直不变,故错误;
c.c(H2):c(CO)=3:1,而不是不变,故错误;
d.气体的平均相对分子质量保持不变,说明气体的物质的量不变,达平衡状态,故正确;
故选:ad;
Ⅱ(1)在25℃下,平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=0.005mol/L,根据物料守恒得c(NH3.H2O)=(0.5a-0.005)mol/L,根据电荷守恒得c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,溶液呈中性,amol/LNH4Cl与a mol/L氨水等体积混合(pH>7),说明氨水的电离为主,溶液呈碱性,所以离子浓度大小为:c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3•H2O)>c(OH-)>c(H+),故答案为:中; c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3•H2O)>c(OH-)>c(H+);
(2)a.酸溶液、碱溶液抑制了水的电离,溶液显示中性前,随着氨水的加入,溶液中氢离子浓度逐渐减小,水的电离程度逐渐增大;当氨水过量后,随着溶液中氢氧根离子浓度逐渐增大,水的电离程度逐渐减小,所以滴加过程中,水的电离程度先增大后减小,故错误;
b.正好生成CH3COONH4时,醋酸根和铵根离子水解对水的电离起促进作用,所以与纯水中H2O的电离程度不相同,故错误;
c.常温下等浓度的NH4Cl和CH3COONa两溶液的,水解程度相同,而氯化铵水解呈酸性,醋酸钠水解呈碱性,所以pH之和为14,故正确;
d.当加入氨水的体积为10mL时,醋酸和一水合氨的物质的量相等,由于二者的电离常数相等,所以溶液显示中性,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知:c(NH4+)=c(CH3COO-),故正确,故选:cd;
(3)通入一定量的NH3后使溶液呈碱性,能够生成NH4Cl,饱和H2CO3溶液中电离产生的CO32-很少,因此没有沉淀.加入氨水后,促进H2CO3的电离,CO32-离子浓度增大,有沉淀产生,故答案为:饱和H2CO3溶液中电离产生的CO32-很少,因此没有沉淀,加入氨水后,促进H2CO3的电离,CO32-离子浓度增大,有沉淀产生.
点评 本题考查了酸碱混合时溶液定性判断及溶液酸碱性与溶液pH的关系,题目难度中等,注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系,明确根据电荷守恒、物料守恒、盐的水解比较溶液中离子浓度大小的方法.
| A. | 该分子中存在肽键 | |
| B. | 最多可以有12个碳原子共平面 | |
| C. | 1 mol氯雷他定最多可与8 mol氢气发生加成反应 | |
| D. | 能与NaOH溶液反应,但不能与NaHCO3溶液反应 |
| A. | 苯酚与碳酸氢钠溶液混合:C6H5OH+HCO3-→C6H5O-+CO2↑+H2O | |
| B. | 向FeBr2溶液中通入等量Cl2:2Fe2++2Br-+2Cl2→2Fe3++Br2+4Cl- | |
| C. | 将Al投入NaOH的重水溶液:2Al+2OH-+2D2O→2AlO2-+3D2↑ | |
| D. | Ca(HCO3)2溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液:Ca2++2HCO3-+2OH-→CaCO3↓+CO32-+2H2O |
| A. | X、R的最高化合价相同 | |
| B. | 电解熔融的X与Z构成的化合物可以得到单质Z | |
| C. | X、Y形成的化合物中阳离子与阴离子的个数比一定是2:1 | |
| D. | Y、Z、R对应的最高价氧化物的水化物相互之间可以发生反应 |
| A. | B. | ||||
| C. | D. |