题目内容
(1)该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
| 温度/℃ | 400 | 500 | 830 |
| 平衡常数K | 10 | 9 | 1 |
| 实验编号 | n(CO) | n(H2O) | n(H2) | n(CO2) |
| A | 1 | 5 | 2 | 3 |
| B | 2 | 2 | 1 | 1 |
| C | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
①体系的压强不再发生变化
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化
⑥v(CO2)正=v(H2O)逆
(3)如图表示该反应在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是
Ⅱ、工业上处理含Cr2O
2- 7 |
(1)电解时的电极反应:阳极
(2)Cr2O
2- 7 |
(3)常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=1×10-32,溶液的pH应为
考点:电解原理,化学平衡常数的含义,化学平衡状态的判断
专题:化学平衡专题,电化学专题
分析:Ⅰ.(1)830℃,平衡常数K=1,达到平衡状态时一定满足,c(H2O)?c(CO)=c(CO2)?c(H2),当c(H2O)?c(CO)>c(CO2)?c(H2)时,平衡向着正向移动,据此进行解答;
(2)利用平衡的特征“等”、“定”及由此衍生的一些量来分析;
(3)在t2时刻CO的浓度减小、CO2浓度增大,平衡向正反应方向移动,可以通过改变温度、改变水蒸气或氢气的量实现;
Ⅱ.(1)在电解池中,如果阳极是活泼电极,则电极本身发生失电子的氧化反应,阴极上是阳离子发生得电子的还原反应,据此书写电极反应;
(2)Cr2O72-具有强氧化性,可以将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原为2Cr3+,据此书写方程式;
(3)根据溶度积常数以及水的离子积常数来进行计算.
(2)利用平衡的特征“等”、“定”及由此衍生的一些量来分析;
(3)在t2时刻CO的浓度减小、CO2浓度增大,平衡向正反应方向移动,可以通过改变温度、改变水蒸气或氢气的量实现;
Ⅱ.(1)在电解池中,如果阳极是活泼电极,则电极本身发生失电子的氧化反应,阴极上是阳离子发生得电子的还原反应,据此书写电极反应;
(2)Cr2O72-具有强氧化性,可以将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原为2Cr3+,据此书写方程式;
(3)根据溶度积常数以及水的离子积常数来进行计算.
解答:
解:Ⅰ.(1)反应CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)中,各物质的计量数都是1,830℃,平衡常数K=1,则c(H2O)?c(CO)=c(CO2)?c(H2)时达到平衡状态,当c(H2O)?c(CO)>c(CO2)?c(H2)时,平衡向着正向移动,
A.c(H2O)?c(CO)=1×5=5>c(CO2)?c(H2))=2×3=6,平衡向着逆向移动,故A错误;
B.c(H2O)?c(CO)=2×2=4>c(CO2)?c(H2))=1×1=1,平衡向着正向移动,故B正确;
C.c(H2O)?c(CO)=0.5×1=1=c(CO2)?c(H2))=1×1=1,处于平衡状态,故C错误;
故答案为:B;
(2)①由反应可知,虽然反应前后气体的系数不变,但该反应绝热的固定容积的容器中进行,温度发生变化,也会影响压强,所以体系中的压强不发生变化,能判断平衡,故①正确;
②因体积不变,气体的总质量不变,所以混合气体的密度始终不变,不发生变化,不能判断平衡,故②错误;
③气体的总质量不变,物质的量又不变,所以混合气体的摩尔质量始终不变,即平均相对分子质量不变,所以平均相对分子质量不变不能判断平衡,故③错误;
④各组分的物质的量浓度不再改变,由平衡的特征“定”可知,则化学反应达到平衡,故④正确;
⑤体系的温度不再发生变化,则化学反应达到平衡,故⑤正确;
⑥υ(CO2)正=υ(H2O)逆.由平衡的特征“等”可知,则化学反应达到平衡,故⑥正确;
根据以上分析可知,正确的为:①④⑤⑥,
故答案为:①④⑤⑥;
(3)在t2时刻CO的浓度减小、CO2浓度增大,平衡向正反应方向移动,且CO和CO2浓度变化有接触点,所以可以通过改变降低温度、增大水蒸气的量或减少氢气的量实现,
故答案为:降低温度或增加水蒸气的量或减少氢气的量;
Ⅱ.(1)用Fe为电极进行电解,阳极是活泼电极,则电极本身发生失电子的氧化反应,即Fe-2e-═Fe2+,阴极上是阳离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-═H2↑,
故答案为:Fe-2e-═Fe2+;2H++2e-═H2↑;
(2)Cr2O72-具有强氧化性,可以将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原为2Cr3+,反应的实质是:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O,
故答案为:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O;
(3)当c(Cr3+)=10-5mol/L时,溶液的c(OH-)=
=10-9 mol/L,
c(H+)═
=10-5mol/L,pH=5,
即要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至5,
故答案为:5.
A.c(H2O)?c(CO)=1×5=5>c(CO2)?c(H2))=2×3=6,平衡向着逆向移动,故A错误;
B.c(H2O)?c(CO)=2×2=4>c(CO2)?c(H2))=1×1=1,平衡向着正向移动,故B正确;
C.c(H2O)?c(CO)=0.5×1=1=c(CO2)?c(H2))=1×1=1,处于平衡状态,故C错误;
故答案为:B;
(2)①由反应可知,虽然反应前后气体的系数不变,但该反应绝热的固定容积的容器中进行,温度发生变化,也会影响压强,所以体系中的压强不发生变化,能判断平衡,故①正确;
②因体积不变,气体的总质量不变,所以混合气体的密度始终不变,不发生变化,不能判断平衡,故②错误;
③气体的总质量不变,物质的量又不变,所以混合气体的摩尔质量始终不变,即平均相对分子质量不变,所以平均相对分子质量不变不能判断平衡,故③错误;
④各组分的物质的量浓度不再改变,由平衡的特征“定”可知,则化学反应达到平衡,故④正确;
⑤体系的温度不再发生变化,则化学反应达到平衡,故⑤正确;
⑥υ(CO2)正=υ(H2O)逆.由平衡的特征“等”可知,则化学反应达到平衡,故⑥正确;
根据以上分析可知,正确的为:①④⑤⑥,
故答案为:①④⑤⑥;
(3)在t2时刻CO的浓度减小、CO2浓度增大,平衡向正反应方向移动,且CO和CO2浓度变化有接触点,所以可以通过改变降低温度、增大水蒸气的量或减少氢气的量实现,
故答案为:降低温度或增加水蒸气的量或减少氢气的量;
Ⅱ.(1)用Fe为电极进行电解,阳极是活泼电极,则电极本身发生失电子的氧化反应,即Fe-2e-═Fe2+,阴极上是阳离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-═H2↑,
故答案为:Fe-2e-═Fe2+;2H++2e-═H2↑;
(2)Cr2O72-具有强氧化性,可以将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原为2Cr3+,反应的实质是:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O,
故答案为:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O;
(3)当c(Cr3+)=10-5mol/L时,溶液的c(OH-)=
| 3 |
| ||
c(H+)═
| 10-14 |
| 10-9 |
即要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至5,
故答案为:5.
点评:本题考查了电解原理、难溶物溶度积的计算、化学平衡常数及其应用,题目难度较大,涉及的知识点较多,注意掌握电解原理、平衡常数的概念及表达式、难溶物溶度积的概念及计算方法,试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力.
练习册系列答案
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①Cl2是氧化剂,KOH是还原剂
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③反应中每3个Cl2分子中有5个电子转移
④被氧化的氯原子是被还原氯原子物质的量的5倍
⑤被还原的氯原子的物质的量是被氧化的氯原子的物质的量的5倍.
| ||
①Cl2是氧化剂,KOH是还原剂
②KCl是还原产物,KClO3是氧化产物
③反应中每3个Cl2分子中有5个电子转移
④被氧化的氯原子是被还原氯原子物质的量的5倍
⑤被还原的氯原子的物质的量是被氧化的氯原子的物质的量的5倍.
| A、①④ | B、③④ | C、①⑤ | D、②③ |
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