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氯在饮用水处理中常用作杀菌剂,且HClO的杀菌能力比ClO-强。25 ℃时氯气­氯水体系中存在以下平衡关系:

Cl2(g) Cl2(aq) K1=10-1.2

Cl2(aq)+H2OHClO+H++Cl- K2=10-3.4

HClOH++ClO- Ka=?

其中Cl2(aq)、HClO和ClO-分别在三者中占分数(α)随pH变化的关系如图所示 。下列表述正确的是(  )

A.Cl2(g)+H2O2H++ClO-+Cl- K=10-10.9

B.在氯处理水体系中,c(HClO)+c(ClO-)=c(H+)-c(OH-)

C.用氯处理饮用水时,pH=7.5时杀菌效果比pH=6.5时差

D.氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季好


C [解析] 由所给对应方程式知,K2=,Ka=,K=,故K=K2·Ka。由于Ka未知,故无法知道K的值,A项错误;在氯处理水体系中,由电荷守恒可知:c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(ClO-)。由Cl2(aq)+ H2OHClO + H+ +Cl-、HClOH++ClO- 可知c(HClO)< c(Cl-),故c(H+)>c(OH-)+c(HClO)+c(ClO- ),即c(HClO)+c(ClO-)<c(H+)-c(OH-),B项错误;由图表中的信息知,pH=7.5的体系中HClO所占的分数比pH=6.5的体系中HClO所占的分数小,由于HClO的杀菌能力比ClO-强,故pH=7.5时杀菌效果比pH=6.5时差,C项正确;HClO的电离是吸热过程,所以夏天有更多的HClO电离为ClO-和H+,故氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季差,D项错误。


练习册系列答案
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合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。

一种工业合成氨的简式流程图如下:

(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:________________________________________________________________________。

(2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下:

①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)

ΔH=+206.4  kJ·mol-1

②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

ΔH=-41.2 kJ·mol-1

对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2的百分含量,又能加快反应速率的措施是____________。

a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强

利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2的产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO的转化率为____________。

(3)图(a)表示500 ℃、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:____________。

(4)依据温度对合成氨反应的影响,在图(b)坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。

 

(a)         (b)

(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。


煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:

CaSO4(s)+CO(g)CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=218.4 kJ·mol-1(反应Ⅰ)

CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ·mol-1(反应Ⅱ)

请回答下列问题:

(1)反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是________。

(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量的浓度c(B),则反应Ⅱ的Kp=________(用表达式表示)。

(3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1 )大于反应Ⅱ的速率(v2 ),则下列反应过程能量变化示意图正确的是________。

(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生,理由是____________________________________________________________________。

                      A      B

                       C      D

(5)图(a)为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有________。

A.向该反应体系中投入石灰石

B.在合适的温度区间控制较低的反应温度

C.提高CO的初始体积百分数

D.提高反应体系的温度

(6)恒温恒容条件下,假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生,且v1>v2,请在图(b)画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。

 

     (a)            (b)

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