题目内容

【题目】研究碳、氮、硫等元素化合物的性质或转化对建设生态文明、美丽中国具有重要意义.

(1)海水中无机碳的存在形式及分布如下图所示:

用离子方程式表示海水呈弱碱性的原因______________.已知春季海水pH=8.1,预测夏季海水碱性将会_____________(填写“增强”或“减弱”),理由是_________________________.

(2)工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0,在容积为1L的恒容容器中,分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇.如图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系.下列说法正确的是_______________.

A.a、b、c三点H2转化率:c>a>b

B.上述三种温度之间关系为T1>T2>T3

C.a点状态下再通入0.5 mol co和0.5 mol CH3OH,平衡不移动

D.c点状态下再通入1 mol co和4mol H2,新平衡中H2的体积分数增大

(3)NO加速臭氧层被破坏,其反应过程如图所示:

①NO的作用是___________________。

②已知:O3(g)+0(g)=202(g) △H=-143kJ·mol-l

反应1: O3(g)+NO(g)NO2(g)+O2(g) △H1=-200.2kJ·mol-l

反应2:热化学方程式为_____________________。

(4)大气污染物SO2可用NaOH吸收.已知pKa=-lgKa,25℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。该温度下用0.1mol· L-1 NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲线如图所示.b点所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是________________;c点所得溶液中:c(Na+)___________3c(HSO3-)(填“>”、“<”或“=”).

【答案】HCO3-+H2OH2CO3+OH-或CO32-+H2OHCO3-+OH- 增强 一方面水解平衡为吸热反应,夏天温度升高,平衡正向移动,c(OH-)增大,一方面夏天光合作用强,使得CO2+H2OH2CO3平衡逆向移动,酸性减弱,一方面夏天温度高,二氧化碳在水中的溶解度减小,酸性减弱 C 催化剂 NO2(g)+O(g)═NO(g)+O2(g)△H2=+57.2kJ/mol c(Na+)> c(HSO3-)> c(SO32-)>c(H+)>c(OH-) >

【解析】

(1)本小题考查是盐类水解,强碱弱酸盐水解显碱性,强酸弱碱盐显酸性;水解平衡为吸热反应,夏天温度升高,水解平衡正向移动,溶液碱性增强;

(2)A.图中值:c>b,该值越大,即增大氢气浓度,正向进行程度越大,CO转化率增大,而氢气转化率减小,图中CO转化率:c>b,则H2转化率:b>c,a、b两点相同,CO转化率越大,氢气转化率也越大,故氢气转化率:a>b;

B.图中一定时,CO的转化率:T1>T2>T3,正反应为放热反应,一定时,升高温度平衡逆向移动,CO的转化率会减小,故温度:T1<T2<T3;

C.利用三段式求出T1温度下平衡常数K,在通入0.5 mol co和0.5 mol CH3OH 后求出Qc,比较K和Qc;

(3)①反应过程如图1是臭氧在NO作用下生成二氧化氮和氧气,二氧化氮在氧原子作用下生成NO和氧气;

②Ⅰ.O3(g)+O(g)═2O2(g)△H=-143kJ/mol

Ⅱ.O3(g)+NO(g)═NO2(g)+O2(g)△H1=-200.2kJ/mol

盖斯定律计算Ⅰ-Ⅱ得到反应2的热化学方程式;

(4)b点是用0.1molL-1NaOH溶液20ml滴定20mL0.1molL-1H2SO3溶液,恰好反应生成NaHSO3,溶液显酸性;c点pH=7.19=PKa2,依据平衡常数溶液显碱性,溶液中溶质主要为Na2SO3,SO32-+H2OHSO3-+OH-,Kh=,c(OH-)=,带入计算得到:c(HSO32-)=c(SO32-),溶液中2n(Na)=3c(S),2c(Na+)=3[c(SO32-)+c(H2SO3)+c(HSO3-)]=3[c(H2SO3)+2c(HSO3-)],c(Na+)>3c(HSO3-)。

(1)海水中无机碳的存在形式主要是HCO3-、CO32-,两种离子为弱酸根离子,水解使海水显碱性,离子方程式为HCO3-+H2OH2CO3+OH-或CO32-+H2OHCO3-+OH-;一方面水解平衡为吸热反应,夏天温度升高,平衡正向移动,c(OH-)增大,一方面夏天光合作用强,使得CO2+H2OH2CO3平衡逆向移动,酸性减弱,一方面夏天温度高,二氧化碳在水中的溶解度减小,酸性减弱。本小题答案为:HCO3-+H2OH2CO3+OH-或CO32-+H2OHCO3-+OH-;增强;一方面水解平衡为吸热反应,夏天温度升高,平衡正向移动,c(OH-)增大,一方面夏天光合作用强,使得CO2+H2OH2CO3平衡逆向移动,酸性减弱,一方面夏天温度高,二氧化碳在水中的溶解度减小,酸性减弱。

(2)A.图中值:c>b,该值越大,即增大氢气浓度,正向进行程度越大,CO转化率增大,而氢气转化率减小,图中CO转化率:c>b,则H2转化率:b>c,a、b两点相同,CO转化率越大,氢气转化率也越大,故氢气转化率:a>b,可知H2转化率:a>b>c,故A错误;

B.图中一定时,CO的转化率:T1>T2>T3,正反应为放热反应,一定时,升高温度平衡逆向移动,CO的转化率会减小,故温度:T1<T2<T3,故B错误;

C.T1温度下,a点=1.5,起始时CO为1mol,则氢气为1.5mol,平衡时CO转化率为50%,反应的CO为0.5mol,容器体积为1L,则:

CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)

起始浓度(mol/L): 1 1.5 0

变化浓度(mol/L): 0.5 1 0.5

平衡浓度(mol/L): 0.5 0.5 0.5

故T1温度下平衡常数K=,而Qc=,所以平衡不移动,故C正确;

D.c点状态下再通入1 molCO和4 molH2,等效为在原平衡的基础上压强增大一倍,正反应为气体体积减小的反应,故平衡正向移动,新平衡中H2的体积分数减小,故D错误。答案选C。

(3)①反应过程是臭氧在NO作用下生成二氧化氮和氧气,二氧化氮在氧原子作用下生成NO和氧气,反应过程中NO参与反应最后又生成,作用是催化剂。本小题答案为:催化剂。

②Ⅰ.O3(g)+O(g)═2O2(g)△H=143kJ/mol

Ⅱ.O3(g)+NO(g)═NO2(g)+O2(g)△H1=200.2kJ/mol

盖斯定律计算ⅠⅡ得到反应2的热化学方程式:NO2(g)+O(g)═NO(g)+O2(g)△H2=+57.2kJ/mol。本小题答案为:NO2(g)+O(g)═NO(g)+O2(g)△H2=+57.2kJ/mol。

(4)b点是用0.1molL-1NaOH溶液20ml滴定20mL0.1molL-1H2SO3溶液,恰好反应生成NaHSO3,溶液显酸性,则溶液中各离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)> c(HSO3-)> c(SO32-)>c(H+)>c(OH-);c点pH=7.19=PKa2,依据平衡常数溶液显碱性,溶液中溶质主要为Na2SO3,SO32-+H2OHSO3-+OH-,Kh=,c(OH-)=,带入计算得到:c(HSO32-)=c(SO32-),溶液中2n(Na)=3c(S),2c(Na+)=3[c(SO32-)+c(H2SO3)+c(HSO3-)]=3[c(H2SO3)+2c(HSO3-)],c(Na+)>3c(HSO3-)。本小题答案为:c(Na+)> c(HSO3-)> c(SO32-)>c(H+)>c(OH-);>。

练习册系列答案
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金属离子

TiO2+

Fe3+

Fe2+

Al3+

开始沉淀的pH

1.2

1.9

7.0

3.2

沉淀完全的pH

2.8

3.1

9.4

4.7

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(1)加入适量Fe的作用是________________ .

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②滴定终点时消耗c mol/L-1 NH4Fe(SO4)2溶液VmL,则TiO2纯度为___________(写岀相关字母表示的代数式)。

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