题目内容

(1)现有pH相等、等体积的Ba(OH)2、NaOH和NH3?H2O三种溶液,将它们分别与V1 L、V2 L、V3 L等浓度的盐酸混合恰好中和,则V1、V2、V3的大小关系是
 
;
现有物质的量浓度相等、等体积的Ba(OH)2、NaOH和NH3?H2O三种溶液,将它们分别与V1 L、V2 L、V3 L等浓度的盐酸混合,混合后溶液呈中性,则V1、V2、V3的大小关系是
 
;
(2)常温下,将浓度为amol/L的氨水与浓度为bmol/L的盐酸等体积混合,恰好呈中性(溶液体积变化忽略不计),则氨水的电离平衡常数Kb=
 

(3)氨水和NH4Cl等物质的量混合配制成的稀溶液,c(Cl-)<c(NH4+),下列说法错误的是
 

A、氨水的电离作用大于NH4Cl的水解作用       B、氨水的电离作用小于NH4Cl的水解作用
C、氨水的存在抑制了NH4Cl的水解        D、NH4Cl的存在抑制了氨水的电离
E、c(H+)>c(OH-)                 F、c(NH3?H2O)>c(NH4+)
G、c(NH3?H2O)+c(NH4+)=2c(Cl-)   H、c(NH3?H2O)+c(OH-)=c(Cl-)+c(H+)
Ⅱ.某种甲酸酯水解反应方程式为:
HCOOR (l)+H2O(l)?HCOOH (l)+ROH (l)△H>0
某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计).反应体系中各组分的起始浓度如下表:
组分 HCOOR H2O HCOOH ROH
物质的量浓度/mol?L一1 1.00 1.99 0.01 0.52
甲酸酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如图:.

根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸酯的平均反应速率,结果见下表:
反应时间/min 0~5 10~15 20~25 30~35 40~45 50~55 75~80
平均速率/10-3mol?L-1?min-1 1.9 7.4 7.8 4.4 1.6 0.8 0.0
(1)T1温度下平衡体系中.c(ROH )为
 
 mol?L一1
(2)15~20min范围内用甲酸酯表示的平均反应速率为
 
 mol?L一1?min一1,(不要求写出计算过程).
(3)根据题给数据分析,从影响反应速率的角度来看,生成物甲酸在该反应中还起到了
 
的作用.
考点:酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算,影响盐类水解程度的主要因素
专题:电离平衡与溶液的pH专题,盐类的水解专题
分析:Ⅰ.(1)酸和碱反应的实质是氢离子和氢氧根离子的反应,等pH等体积的Ba(OH)2、NaOH和NH3?H2O三种溶液中氢氧根离子浓度相等,但一水合氨还能电离出氢氧根离子,导致其使用的酸最多;酸和碱反应的实质是氢离子和氢氧根离子的反应,等体积等物质的量浓度的Ba(OH)2、NaOH和NH3?H2O三种溶液分别和等浓度的盐酸混合,且混合溶液呈中性,能电离出氢氧根离子的物质的量越多,需要的酸体积越大,氯化铵的溶液呈酸性,要使混合溶液呈中性,则盐酸的量应该稍微少些;
(2)将a mol?L-1的氨水与b mol?L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液显中性,溶液中c(OH-)=1×10-7mol/L,根据氨水的电离平衡常数表达式计算出Kb;
(3)氨水和NH4Cl等物质的量混合配制成的稀溶液,c(Cl-)<c(NH4+),根据电荷守恒可知,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显示碱性,然后根据盐的水解、弱电解质电离、电荷守恒、物料守恒进行判断;
Ⅱ.(1)由图象与表格可知,在75min时达到平衡,甲酸某酯的转化率为24%,计算出平衡时反应混合物各物质的物质的量,代入表达式计算;
(2)由图表可知,15min时,甲酸某酯的转化率为6.7%;20min时,甲酸某酯的转化率为11.2%,两次时刻剩余的甲酸某酯的物质的量之差,即为15~20min范围内甲酸某酯的减少量;根据题目图表可知反应速率为单位时间内物质的量的变化,15~20min范围内甲酸某酯的平均速率为
△c
△t
,据此求解;
(3)甲酸具有催化作用,加快反应,开始氢离子浓度小,催化效果不明显,随着反应进行氢离子浓度增大,催化效果明显,甲酸增加到一定程度后,浓度对反应速率的影响成主导因素,特别是逆反应速率的增大,当达到平衡时,反应速率几乎不变.
解答: 解:Ⅰ.(1)酸和碱反应的实质是氢离子和氢氧根离子的反应,等pH等体积的Ba(OH)2、NaOH和NH3?H2O三种溶液中氢氧根离子浓度相等,但一水合氨还能电离出氢氧根离子,导致其使用的酸最多,氢氧化钡和氢氧化钠溶液使用的盐酸的体积相等,即V1 =V2<V3,
酸和碱反应的实质是氢离子和氢氧根离子的反应,等体积等物质的量浓度的Ba(OH)2、NaOH和NH3?H2O三种溶液分别和等浓度的盐酸混合,且混合溶液呈中性,能电离出氢氧根离子的物质的量越多,需要的酸体积越大,等物质的量的这三种溶液,电离出氢氧根离子物质的量最大的是氢氧化钡,氨水需要盐酸的量小于氢氧化钠,所以需要盐酸体积大小顺序是V1 >V2>V3;
故答案为:V1 =V2<V3;V1 >V2>V3;
(2)将a mol?L-1的氨水与b mol?L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液显中性,溶液中c(OH-)=1×10-7mol/L,
溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=
b
2
mol/L,混合后反应前c(NH3?H2O)=
a
2
mol/L,则反应后c(NH3?H2O)=(
a
2
-
b
2
)mol/L,Kb=
c(N
H
+
4
)?c(OH-)
c(NH3?H2O)
=
b
2
×10-7
a-b
2
=10-7
b
a-b
,
故答案为:10-7
b
a-b
; 
(3)氨水和NH4Cl等物质的量混合配制成的稀溶液,c(Cl-)<c(NH4+),根据电荷守恒可知:c(OH-)>c(H+),
A、氨水的电离作用大于NH4Cl的水解作用:由于溶液显示碱性,说明氨水的电离程度大于铵根离子的水解程度,故A正确;       
B、氨水的电离作用小于NH4Cl的水解作用:根据A可知,氨水的电离程度大于氯化铵的水解程度,故B错误;
C、氨水的存在抑制了NH4Cl的水解:铵根离子存在水解平衡,氨水电离出铵根离子和氢氧根离子,溶液中铵根离子浓度增大,抑制了氯化铵中铵根离子的水解程度,故C正确;      
D、NH4Cl的存在抑制了氨水的电离:氯化铵电离出铵根离子,使溶液中铵根离子浓度增大,氨水的电离程度减小,氯化铵抑制了氨水的电离,故D正确;
E、c(H+)>c(OH-):由于c(Cl-)<c(NH4+),根据电荷守恒可知:c(OH-)>c(H+),故E错误;             
F、c(NH3?H2O)>c(NH4+):由于氨水的电离程度大于铵根离子的水解程度,则c(NH3?H2O)<c(NH4+),故F错误;
G、c(NH3?H2O)+c(NH4+)=2c(Cl-):根据物料守恒可得:c(NH3?H2O)+c(NH4+)=2c(Cl-),故G正确;
H、c(NH3?H2O)+c(OH-)=c(Cl-)+c(H+):根据电荷守恒可得:①c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),根据物料守恒:②c(NH3?H2O)+c(NH4+)=2c(Cl-),将②-①可得:c(NH3?H2O)+c(OH-)=c(Cl-)+c(H+),故H正确;
故答案为:BEF;
Ⅱ.(1)某种甲酸酯水解反应方程式为:HCOOR(l)+H2O(l)?HCOOH(l)+ROH (l),由图象与表格可知,在75min时达到平衡,甲酸某酯的转化率为24%,所以甲酸某酯转化的物质的量为1.00×24%=0.24mol,结合方程式可计算得平衡时,甲酸某酯物质的量=0.76mol,水的物质的量1.75mol,甲酸的物质的量=0.25mol,某醇的物质的量=0.76mol,
故答案为:0.76;
(2)15min时,甲酸某酯的转化率为6.7%,所以15min时,甲酸某酯的浓度为:(1-1.00×6.7%)mol/L=0.933mol/L;20min时,甲酸甲酯的转化率为11.2%所以20min时,甲酸甲酯的浓度为(1-1.00×11.2%)mol/L=0.888mol/L,所以15至20min甲酸甲酯的减少量为0.933mol/L-0.888mol/L=0.045mol/L,则甲酸甲酯的平均速率=
0.045mol/L
5min
=0.009mol?L-1?min-1,
故答案为:0.009;
(3)从题给数据不难看出,平均速率的变化随转化率的增大先增大再减小,后保持不变.因为反应开始甲酸甲酯的浓度大,所以反应速率较大,后随着反应进行甲酸甲酯的浓度减小,反应速率减小,当达到平衡时,反应速率几乎不变;①反应初期:虽然甲酸甲酯的量较大,但甲酸量很小,催化效果不明显,反应速率较慢.②反应中期:甲酸量逐渐增多,催化效果显著,反应速率明显增大;③反应后期:甲酸量增加到一定程度后,浓度对反应速率的影响成主导因素,特别是逆反应速率的增大,使总反应速率逐渐减小,直至为零,
故答案为:催化剂.
点评:本题考查了酸碱混合的定性判断及溶液酸碱性与pH的计算、盐的水解原理、弱电解质的电离及其影响因素,题目难度较大,试题题量较大,充分考查了学生对所学知识的掌握情况.
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