题目内容
以下是对化学反应变化过程及结果的研究。按要求回答问题:
Ⅰ.关于反应速率和限度的研究
(1)已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数:
弱酸化学式 | CH3COOH | HCN | H2CO3 |
电离平衡常数(25℃) | 1.8×10-5 | 4.9×10-10 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 |
则等物质的量浓度的①CH3COONa、②NaCN、③Na2CO3、④NaHCO3溶液的pH由大到小的顺序为__________(填编号)。
(2)已知2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,在一个容积为2 L的容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,在某温度下充分反应,经过30 min达到平衡,放出热量176.94 kJ。如果用SO2表示该反应的反应速率,则v(SO2)=________。
(3)下图为某温度下,CuS(s)、ZnS(s)、FeS(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,溶液的S2-浓度、金属阳离子浓度变化情况。如果向三种沉淀中加盐酸,最先溶解的是________。
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向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Cu2+、Fe2+的溶液,振荡后,ZnS沉淀会转化为________(填化学式)沉淀。
Ⅱ.关于电化学的研究
全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池。其电池总反应为:VO2++2H++V2+
V3++VO2++H2O。则充电时阳极反应式为__________________________,用此电池电解1 L 1 mol·L-1的CuSO4溶液,当转移0.1 mol电子时,溶液的pH=________(不考虑溶液体积变化)。
Ⅰ.(1)③②④①
(2)0.03 mol·L-1·min-1
(3)FeS CuS
Ⅱ.VO2++H2O-e-=VO2-+2H+?? 1
【解析】Ⅰ.(1)酸越弱生成的钠盐碱性越强,所以pH由大到小的顺序为③②④①;
(2)放出热量176.94 kJ时二氧化硫参加反应的物质的量是
×2 mol=1.8 mol,v(SO2)=
=0.03 mol·L-1·min-1;
Ⅱ.充电时,阳极上失电子发生氧化反应,VO2++H2O-e-=VO2++2H+;
硫酸铜溶液中硫酸铜的物质的量是1 mol,当转移0.1 mol电子时,溶液中阳极上析出0.025 mol氧气,同时生成0.1 mol氢离子,溶液中氢离子浓度=
=0.1 mol·L-1,所以溶液的pH=1。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气,其反应为C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol-1,
①该反应在
②煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为
(2)利用水煤气作为合成气,在同一个容器中,选择双催化剂,经过如下三步反应,最终合成二甲醚,此工艺称之为“一步法”合成二甲醚.
| 反应过程 | 化学方程式 | △H(kJ?mol-1) |
| 甲醇合成反应 | 2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g) | -90.8 |
| 水煤气变换反应 | CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) | -41.3 |
| 甲醇脱水反应 | 2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) | -23.5 |
②该反应在一定条件下的密闭容器中达到平衡后,为同时提高化学反应速率和二甲醚的产率,可以采取的措施是
a.降低温度 b.缩小容器体积 c.加入催化剂
d.增加H2的浓度 e.分离出二甲醚
(3)控制反应条件,水煤气作为合成气也可以用来合成甲醇.在相同条件下合成二甲醚和合成甲醇的原料转化率随氢碳比的变化如图所示:
①合成二甲醚的最佳H2/CO比为
②以水煤气作为原料气,在相同条件下一步法合成二甲醚的转化率为什么明显高于合成甲醇的转化率