题目内容
1.在高中阶段化学学科中所涉及的平衡理论主要包括:化学平衡、电离平衡、水解平衡和难溶电解质溶解平衡四种,均符合勒夏特列原理,它们在工农业生产中都有广泛的应用.请回答下列问题:Ⅰ:(1)工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2 (l)+H2O(l).
①已知该反应的平衡常数K195℃<K165℃,则该反应的△H<0(填“>”“=”或“<”).
②一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)$\frac{n(N{H}_{3})}{n(C{O}_{2})}$=x,如图1是氨碳比(x)与CO2平衡转化率(α)的关系.α随着x增大的原因是c(NH3)增大,平衡正向移动,CO2转化率增大;B点处,NH3的体积分数为25.0%(保留小数点后一位).
③取一定量的NH3和CO2放在一个密闭真空容器中,在一定温度下反应达平衡,若在恒温、恒容下充入气体He,CO(NH2)2(l)的质量不变(填“增加”、“减小”或“不变”).
Ⅱ:(1)某温度下,纯水中c(H+)=2.0×10-7mol/L,该温度下,0.9mol/L NaOH溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合(不考虑溶液体积变化)后,溶液的pH=13.
(2)向100mL 0.10mol/L CH3COOH的溶液中加入0.010mol CH3COONa固体,溶液pH增大.已知该混合溶液中c(Na+)<c(CH3COO-),则c(CH3COOH)<c(CH3COO-)(填“>”、“<”或“=”)
Ⅲ:(1)如图2为某温度下,PbS(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FeS(填化学式).
(2)向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Pb2+、Fe2+的溶液,振荡后,ZnS沉淀最终会转化为PbS(填化学式)沉淀.
分析 Ⅰ.(1)①依据平衡常数随温度变化分析判断反应吸热放热;
②增大反应物浓度,平衡正向进行;依据x含义和图象数据分析结合化学方程式换算氨气转化率;
③恒温恒容条件下,充入稀有气体,反应体系中各组分的浓度不变,平衡不移动;
Ⅱ.Ⅱ(1)纯水电离生成的c(H+)=c(OH-),Kw=c(H+)×c(OH-),先计算出过量的c(OH-),再结合Kw计算c(H+),得出反应后的溶液的pH;
(2)存在CH3COOH?H++CH3COO-电离平衡,氢离子浓度减小则pH增大;该混合溶液中c (Na+)<c (CH3COO-),则水解小于电离;
Ⅲ.(1)根据图2判断出PbS(s)、ZnS(s)、FeS(s)的溶度积、溶解度大小,溶解度越大,加入盐酸后先溶解;
(2)根据PbS(s)、ZnS(s)、FeS(s)的溶解度大小及难溶物溶解平衡判断沉淀转化情况.
解答 解:Ⅰ.①平衡常数随温度升高减小,说明正反应为放热反应,△H<0,故答案为:<;
②2NH3 (g)+CO2 (g)?CO(NH2)2 (l)+H2O (l),图象分析判断,增大氨气浓度平衡正向进行;
B点处x=4,原料气中的NH3和CO2的物质的量之比为4,二氧化碳转化率为0.50,假设氨气为4mol,二氧化碳为1mol,则反应的二氧化碳为0.50mol,
依据化学方程式2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(l)+H2O(l)反应消耗的氨气为1mol,
NH3的平衡转化率=$\frac{1}{4}$×100%=25.0%,
故答案为:c(NH3)增大,平衡正向移动,CO2转化率增大;25.0;
③达到平衡时,在恒温恒容条件下充入稀有气体,由于各组分的浓度没有变化,则化学平衡不会移动,CO(NH2)2(l)的质量不变,
故答案为:不变;
Ⅱ.(1)纯水电离生成的c(H+)=c(OH-),Kw=c(H+)×c(OH-)=4×10-14,过量的c(OH-)=$\frac{0.9V-0.1V}{2V}$=0.4mol/L,
由该温度下的Kw可知,c(H+)=$\frac{4×1{0}^{-14}}{0.4}$mol/L=10-13mol•L-1,所以pH=13,
故答案为:13;
(2)存在CH3COOH?H++CH3COO-电离平衡,加入CH3COONa固体,c (CH3COO-)增大,则平衡逆向移动,抑制醋酸电离,溶液氢离子浓度减小则pH增大,
该混合溶液中c (Na+)<c (CH3COO-),则醋酸根离子的水解程度小于其电离程度,所以c(CH3COOH)<c (CH3COO-),
故答案为:<;
Ⅲ.(1)根据图2可知,PbS(s)、ZnS(s)、FeS(s)的溶度积大小关系为:Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)<Ksp(FeS),则溶解度PbS<ZnS<FeS,如果向三种沉淀中加盐酸,最先溶解的是溶解度最大的FeS,
故答案为:FeS;
(2)向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Cu2+、Fe2+的溶液,由于Ksp(PbS)<Ksp(ZnS)<Ksp(FeS),溶解度PbS<ZnS<FeS,则振荡后,ZnS沉淀会转化为更难溶的PbS,
故答案为:PbS.
点评 本题考查了化学平衡影响因素、酸碱混合定性判断及溶液酸碱性与溶液pH的计算、难溶物溶解平衡及沉淀转化等知识,题目难度较大,试题题量较大,考查较为综合,注意明确水的电离、弱电解质的电离、盐类水解、难溶物溶解平衡等知识即可解答,注意混合后溶液中的溶质判断为解答的关键,试题充分培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识解决实际问题的能力.
| A. | 元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价 | |
| B. | 多电子原子中,在离原子核较近的区域内运动的电子能量较高 | |
| C. | P、S、Cl非金属性和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强 | |
| D. | 元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素 |
| A. | CH3COOH与HCN均为弱酸,酸性:HCN>CH3COOH | |
| B. | 25℃时,水电离出来的c(H+)均为 10-9mol/L的两种酸,酸的浓度:HCN>CH3COOH | |
| C. | 25℃时,浓度均为0.1mol/L 的CH3COONa和NaCN溶液中,pH大小:CH3COONa>NaCN | |
| D. | 25℃时,量取100m LpH=3的CH3COOH溶液加水稀释到1000m L,所得溶液由水电离的c(OH-)>10-10mol/L. |