(10分)氨有着广泛的用途,如可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。常用电离常数Kb和电离度α来定量表示氨水的电离程度,它们均可通过各浓度氨水对应的c(OH-)进行换算。下面是某中学化学兴趣小组在25℃时测定一系列浓度氨水的pH所对应的c(OH-):
【仪器与试剂】酸度计、50 mL碱式滴定管、100mL烧杯、 0.10 mol·L-1 氨水
【实验数据】(不必填表格)
烧杯号 | V氨水 (mL) | V水(mL) | c (NH3·H2O) (mol·L-1) | c(OH-) | Kb | α |
1 | 50.00 | 0.00 | 1.34×10-3 | |||
2 | 25.00 | 25.00 | 9.48×10-4 | |||
3 | 5.00 | 45.00 | 4.24×10-4 |
请根据以上信息回答下述问题:
(1)25℃时,氨水的电离常数:Kb
。
(2)用0.10mol·L—1盐酸分别滴定20.00mL0.10mol·L—1
的NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L—1氨水所得的滴定曲线如图。
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请指出盐酸滴定氨水的曲线为 (填A或B),请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序 。
(3)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有:
4NH3(g)+3O2(g)= 2N2(g)+6H2O(l) △H1 ①
4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(l) △H2 ②
4NH3(g)+6NO(g)= 5N2(g)+6H2O(l) △H3 ③
请写出上述三个反应中△H1、△H2、△H3三者之间关系的表达式,△H1= 。
(4)Allis-Chalmers制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料。其总反应式为4NH3+3O2= 2N2+6H2O,正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—,则负极上的电极反应式为 。
(14分)( I )在一个容积固定不变的密闭容器中进行反应:2X(g) + Y(g)
2Z(g),已知将2molX和1molY充入该容器中,反应在绝热条件下达到平衡时,Z的物质的量为pmol。回答下列问题:
(1)若把2molX和1molY充入该容器时,处于状态I,达到平衡时处于状态II(如图1),则该反应的△H 0,熵变△S_____0 ( 填:“< ,> ,= ”)。该反应在 (填:高温或低温)条件下能自发进行。
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(2)该反应的v-t图像如图2中左图所示。若其他条件不变,仅在反应前加入合适的催化剂,则其v-t图像如图2中右图所示。以下说法正确的是 。
① a1>a2 ②b1<b2 ③ t1>t2 ④ 右图中阴影部分面积更大 ⑤两图中阴影部分面积相等
(3)若该反应在容积可变的密闭容器中发生,在温度为T1、T2时,平衡体系中X的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是 。
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点的气体密度:A<C
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(II)在容积可变的密闭容器中发生反应:mA(g) + nB(g)
pC(g) ,在一定温度和不同压强下达到平衡时,分别得到A的物质的量浓度如下表
压强p/Pa | 2×105 | 5×105 | 1×106 |
c(A)/mol·L-1 | 0.08 | 0.20 | 0.44 |
(1)当压强从2×105 Pa增加到5×105 Pa时,平衡 移动(填:向左,向右,不)。
(2)维持压强为2×105 Pa,当反应达到平衡状态时,体系中共有amol气体,再向体系中加入bmolB,当重新达到平衡时,体系中气体总物质的量是 mol.。
(3)当压强为1×106 Pa时,此反应的平衡常数表达式: 。
(4)其他条件相同时,在上述三个压强下分别发生该反应。2×105 Pa时,A的转化率随时间变化如下图,请在图中补充画出压强分别为5×105 Pa 和1×106 Pa时,A的转化率随时间的变化曲线(请在图线上标出压强)。
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