题目内容

请按要求完成下列各小题:
(1)合成氨反应N2 (g)+3H2(g)?2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则平衡
 
(填“向左”“向右”或“不”) 移动;使用催化剂,上述反应的△H
 
(填“增大”“减小”或“不变”).
(2)已知甲烷在高温下与水蒸气反应生成CO和H2.现有部分物质燃烧的热化学方程式如下:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=a kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=b kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=c kJ/mol
请写出甲烷和水蒸气在高温下反应的热化学方程式
 

(3)含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液,在化学上用作缓冲溶液.向其中加入少量酸或碱时,溶液的酸碱性变化不大.现将0.04mol?L-1HA溶液和0.02mol?L-1NaOH溶液等体积混合,得到缓冲溶液.
若HA为HCN,该溶液显碱性,则溶液中c(CN-
 
c(Na+)(填“<”、“=”或“>”),你得出该结论的依据是
 

(4)在25℃时,将c mol?L-1的醋酸溶液与b mol?L-1NaOH溶液等体积混合后溶液刚好呈中性,用含b、c的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka=
 

(5)25℃时,2.0×10-3mol?L-1HF溶液中,调节溶液pH(忽略溶液体积变化)得到的(HF)、c(F-)与溶液pH的变化关系如图.若将4.0×10-4mol?L-1CaCl2溶液与4.0×10-3mol?L-1HF溶液等体积混合,调节混合液pH=4(忽略调节时混合液体积的变化),通过列式计算说明是否有CaF2沉淀析出.[已知Ksp(CaF2):1.5×10-10]
 

考点:化学平衡的影响因素,用盖斯定律进行有关反应热的计算,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题:化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题
分析:(1)恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,容器体积增大,反应各组分的浓度减小,等效为降低压强,平衡向气体体积增大的方向移动;
反应热只与始态与状态有关,使用催化剂降低活化能,不影响反应的始态与终态,反应热不变;
(2)写出水液化的热化学方程式,利用盖斯定律书写;
(3)从溶液电中性的角度比较离子浓度大小;
(4)呈中性则c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,c(Na+)=c(CH3COO-)=0.5bmol/L,以此计算;
(5)据浓度熵和沉淀的溶度积比较可知.
解答: 解:(1)恒温恒压条件下向平衡体系中通入氩气,体积增大,等效为降低压强,平衡向体积增大的方向移动,该反应正反应是体积减小的反应,故平衡向左移动.
反应热只与始态与状态有关,催化剂改变平衡建立的途径,不影响始态与终态,反应热不变,
故答案为:向左;不变;
(2)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=akJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=bkJ?mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=ckJ?mol-1
利用盖斯定律,③×2-①×3-②得:2CH4(g)+2H2O(g)=2CO(g)+6H2(g)△H=(2c-3a-b) kJ?mol-1
故答案为:2CH4(g)+2H2O(g)=2CO(g)+6H2(g)△H=(2c-3a-b) kJ?mol-1
(3)该溶液显碱性,则c(H+)<c(OH-),根据溶液电中性原则可知c(Na+)+c(H+)=C(CN-)+c(OH-),则c(Na+)>c(CN-),
故答案为:<;因为c(Na+)+c(H+)=C(CN-)+c(OH-),溶液显碱性,则c(H+)<c(OH-),所以c(Na+)>c(CN-);
(4)呈中性则c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,c(Na+)=c(CH3COO-)=0.5bmol/L,所以用含c的代数式表示CH3COOH的电离常数Ka=
10-7×
1
2
b
c
2
-
b
2
=
b×10-7
c-b
mol?L-1,故答案为:
b×10-7
c-b
mol?L-1
(5)根据图知,当pH=4时,溶液中c(F-)=1.6×10-3mol/L,Qc=c(Ca2+).c2(F-)=2.0×10-3×(1.6×10-32=5.12×10-10>Ksp(CaF2),所以有沉淀生成,
故答案为:当pH=4时,Qc=c(Ca2+).c2(F-)=2.0×10-3×(1.6×10-32=5.12×10-10>Ksp(CaF2),所以有沉淀生成.
点评:题目综合性较大,涉及化学平衡影响因素及计算、盖斯定律、溶度积、电离平衡常数计算等,是对学生综合运用知识分析解决问题能力的考查,题目难度较大.
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