题目内容

(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方向.如图所示为一定条件下1mol CH3OH与O2发生反应时,生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去].
①在有催化剂作用下,CH3OH与O2反应主要生成
 
(填“CO、CO2”或“HCHO”).2HCHO(g)+O2(g)═2CO(g)+2H2O(g)△H=
 
.
②甲醇制取甲醛可用Ag作催化剂,含有AgCl会影响Ag催化剂的活性.用氨水可以溶解除去其中的AgCl,写出该反应的离子方程式:
 
.
(2)已知:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-a kJ?mol-1.
①经测定不同温度下该反应的平衡常数如下:
温度(℃) 250 300 350
   K 2.041 0.270 0.012
若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO)=0.4mol?L-1、c(H2)=0.4mol?L-1、c(CH3OH)=0.8mol?L-1,则此时v正
 
v逆(填“>”、“<”或“=”).
②某温度下,在体积固定的2L的密闭容器中将1mol CO和2mol H2混合,测得不同时刻的反应前后压强关系如下:
时间(min) 5 10 15 20 25 30
压强比(P后/P前) 0.98 0.90 0.80 0.70 0.70 0.70
则0~15min,用H2表示的平均反应速率为
 
,达到平衡时CO的转化率为
 
.
(3)利用钠碱循环法可除去SO2,消除SO2对环境的污染.吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) 91:9 1:1 1:91
pH 8.2 7.2 6.2
①根据上表判断NaHSO3溶液显
 
性.
②在NaHSO3溶液中离子浓度关系正确的是
 
 (填字母).
a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)
c.c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+(OH-)
d.c(Na+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)
考点:离子浓度大小的比较,离子方程式的书写,反应热和焓变,化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算
专题:基本概念与基本理论
分析:(1)①使用催化剂可以降低反应的活化能,活化能越低,普通分子越容易转化成活化分子,反应越容易,反应速率越快;
根据图表可知2HCHO(g)+O2(g)═2CO(g)+2H2O(g)中反应物能量高,生成物能量低,故该反应为放热反应,然后依据图中给出数据解答;
②氯化银中加入氨水,发生络合反应,生成银氨络合离子;
(2)①根据浓度商与化学平衡常数相对大小确定反应方向,如果浓度商大于平衡常数,则平衡向逆反应方向移动;
②温度、体积不变的可逆反应中,气体的压强之比等于其物质的量之比,据此计算反应后气体体积的物质的量,从而计算氢气反应的物质的量,再根据v=
△n
V
△t
计算反应速率;根据CO反应的物质的量计算其转化率;
(3)①由表格中的数据可知,HSO3-越多,酸性越强,则电离生成氢离子;
②在NaHSO3溶液中,亚硫酸氢根离子电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,溶液中存在电荷守恒、物料守恒是,据此分析解答.
解答: 解:(1)①根据图象可以看出转化成甲醛时活化能最低,使用催化剂时主要产物为HCHO;
2HCHO(g)+O2(g)═2CO(g)+2H2O(g)该反应为放热反应,△H=-2(676-158-283)=-470KJ?mol-1,
故答案为:HCHO;-470KJ?mol-1;
②氯化银与氨水发生络合反应的离子方程式:AgCl+2NH3?H2O=Ag(NH3)2++Cl-+2H2O或者AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-,
故答案为:AgCl+2NH3?H2O=Ag(NH3)2++Cl-+2H2O或AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-;
(2)①浓度商=
0.8
0.4×(0.4)2
=12.5>2.041,则平衡向逆反应方向移动,所以反应速率v正<v逆,故答案为:<;
②温度、体积不变的可逆反应中,气体的压强之比等于其物质的量之比,15min,压强比(P后/P前)=0.80,则反应后气体的物质的量=3mol×0.80=2.40mol,气体减少的物质的量=3mol-2.4mol=0.6mol,根据气体减少的物质的量与氢气之间的关系式知,参加反应的氢气的物质的量=
0.6mol
2
×2
=0.6mol,则氢气的反应速率=
0.6mol
2L
15min
=0.02 mol?( L?min)-1;
参加反应的CO的物质的量=
0.6mol
2
×1
=0.3mol,则CO的转化率=
0.3mol
1mol
×100%
=30%,
故答案为:0.02 mol?( L?min)-1;30%;
(3)①由表格中的数据可知,HSO3-越多,酸性越强,则电离生成氢离子,电离方程式为HSO3-?H++SO32-,显酸性是因其电离大于其水解,
故答案为:酸;
②a.根据物料守恒得c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3),亚硫酸氢根离子电离程度大于水解程度,所以c(SO32-)>c(H2SO3),所以c(Na+)<2c(SO32-)+c(HSO3-),故a错误;
b.亚硫酸氢根离子电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,但电离和水解程度都较小,水还电离出氢离子,所以该溶液中离子浓度大小顺序是c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-),故b正确;
c.溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),物料守恒c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3),所以得c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+(OH-),故c正确;
d.根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),故d错误;
故选bc.
点评:本题涉及离子浓度大小比较、化学平衡计算、热化学反应等知识点,根据溶液中的溶质及其性质确定离子浓度大小,利用物质之间的反应进行化学平衡计算,注意守恒思想的运用,题目难度中等.
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