14.
氯及其化合物在生产、生活中有广泛的用途.回答下列问题:
(1)“氯氧化法”是指在碱性条件下用将废水中的CN-氧化成无毒物质.写出该反应的离子方程式:5Cl2+2CN-+8OH-═10Cl-+N2↑+2CO2↑+4H2O
(2)地康法制备氯气的反应为 4HCl(g)+O2(g)$\frac{\underline{\;CuO/CuCl\;}}{400℃}$2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6 kJ•mol-1,1 mol H-Cl、l mol Cl-Cl、1 mol O=O断裂时分别需要吸收 431 KJ、243 kJ、489 kJ 的能量,则 1 mol O一H断裂时需吸收的能量为463.4kJ
(3)取ClO2消毒过的自来水(假定ClO2全部转化为Cl-)30.00 mL在水样中加人几滴K2CrO4),溶液作指示剂,用一定浓度AgNO3溶液滴定,当有砖红色的Ag2CrO4,沉淀出现时,反应达到滴定终点.测得溶液
中CrO42-的浓度是5.00×10-3 mol•L-1,则滴定终点时溶液中c(Cl-)=8.90×10-6mol/L.[已知:
KSP(AgCl)=1.78×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.00×10-12]
(4)在5个恒温、恒容密闭容器中分别充入4 mol ClO2,发生反应4ClO2(g)?2Cl2O(g)+3O2(g)△H>0,测得ClO2(g)的部分平衡转化率如表所示.
已知:T3>T2,V2>V1
①该反应中Cl2O是还原产物(填“还原产物”或“氧化产物”).
②T1℃时,上述反应的平衡常数K25.63
③V2>(填“>”“<”或“=”)V3
④d、e两容器中的反应与a容器中的反应均各有一个条件不同,a、d、e三容器中反应体系总压强随时间的变化如图所示.a、d、e三容器中ClO2的平衡转化率由大到小的排列顺序为e<a=d(用字母表示);与a容器相比,d容器中改变的一个实验条件是加入催化剂,其判断依据是ad图象中曲线变化可知,d反应速率增大,压强不变平衡点不变.
(1)“氯氧化法”是指在碱性条件下用将废水中的CN-氧化成无毒物质.写出该反应的离子方程式:5Cl2+2CN-+8OH-═10Cl-+N2↑+2CO2↑+4H2O
(2)地康法制备氯气的反应为 4HCl(g)+O2(g)$\frac{\underline{\;CuO/CuCl\;}}{400℃}$2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6 kJ•mol-1,1 mol H-Cl、l mol Cl-Cl、1 mol O=O断裂时分别需要吸收 431 KJ、243 kJ、489 kJ 的能量,则 1 mol O一H断裂时需吸收的能量为463.4kJ
(3)取ClO2消毒过的自来水(假定ClO2全部转化为Cl-)30.00 mL在水样中加人几滴K2CrO4),溶液作指示剂,用一定浓度AgNO3溶液滴定,当有砖红色的Ag2CrO4,沉淀出现时,反应达到滴定终点.测得溶液
中CrO42-的浓度是5.00×10-3 mol•L-1,则滴定终点时溶液中c(Cl-)=8.90×10-6mol/L.[已知:
KSP(AgCl)=1.78×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.00×10-12]
(4)在5个恒温、恒容密闭容器中分别充入4 mol ClO2,发生反应4ClO2(g)?2Cl2O(g)+3O2(g)△H>0,测得ClO2(g)的部分平衡转化率如表所示.
| 容器编号 | 温度/℃ | 容器体积/L | Cl02(g)的平衡转化率 |
| a | T1 | V1=l L | 75% |
| b | T1 | v2 | |
| c | T3 | v3 | 75% |
| d | |||
| e |
①该反应中Cl2O是还原产物(填“还原产物”或“氧化产物”).
②T1℃时,上述反应的平衡常数K25.63
③V2>(填“>”“<”或“=”)V3
④d、e两容器中的反应与a容器中的反应均各有一个条件不同,a、d、e三容器中反应体系总压强随时间的变化如图所示.a、d、e三容器中ClO2的平衡转化率由大到小的排列顺序为e<a=d(用字母表示);与a容器相比,d容器中改变的一个实验条件是加入催化剂,其判断依据是ad图象中曲线变化可知,d反应速率增大,压强不变平衡点不变.
13.
硼及其化合物在工业中有重要应用,已知以下几个反应:
Ⅰ.BCl3(g)+3H2O(I)=H3BO3(s)+3HCl(g)△H1
Ⅱ.B2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)?2BCl3(g)+3CO(g)△H2
Ⅲ.H3BO3(aq)+H2O(I)?[B(OH)4]-(aq)+H+(aq)
Ⅳ.H3BO3(I)+3CH3OH(I)?B(OCH3)3(I)+3H2O(I)
(1)已知硼酸的结构是:
,反应Ⅰ中相关化学键键能数据如下:
由此计算△H1=-1044KJ•mol-1.
(2)已知△H2>0,既能使反应Ⅱ平衡向正反应方向移动,又能加快反应速率的措施是bc.
a.加压 b.升温 c.增大Cl2的浓度 d.移走部分BCl3 e.加入适当的催化剂 f.增大焦炭的量
(3)写出反应Ⅲ的平衡常数表达式K=$\frac{[[B(OH){\;}_{4}]{\;}^{-}][H{\;}^{+}]}{[{H}_{3}B{O}_{3}]}$;写出阴离子[B(OH)4]-的电子式:
.
(4)在反应Ⅳ中,H3BO3的转化率在不同温度下随反应时间(t)的变化如图,若T=333K,初始c(H3BO3)=1mol•L-1,则0~10min的反应速率v(H3BO3)=0.08mol/(L•min);40min达到平衡后,改变温度为T,c(H3BO3 )以0.005mol•L-1•min-1的平均速率降低,经过10min又达到平衡,则T>333K(用“>”、“<”、“=”填空),温度对该反应的速率和平衡移动的影响是升高温度反应速率加快,平衡向正向移动.
Ⅰ.BCl3(g)+3H2O(I)=H3BO3(s)+3HCl(g)△H1
Ⅱ.B2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)?2BCl3(g)+3CO(g)△H2
Ⅲ.H3BO3(aq)+H2O(I)?[B(OH)4]-(aq)+H+(aq)
Ⅳ.H3BO3(I)+3CH3OH(I)?B(OCH3)3(I)+3H2O(I)
(1)已知硼酸的结构是:
| 化学键 | H-O | H-Cl | B-O | B-Cl |
| E(KJ•mol-1) | 465 | 431 | 809 | 427 |
(2)已知△H2>0,既能使反应Ⅱ平衡向正反应方向移动,又能加快反应速率的措施是bc.
a.加压 b.升温 c.增大Cl2的浓度 d.移走部分BCl3 e.加入适当的催化剂 f.增大焦炭的量
(3)写出反应Ⅲ的平衡常数表达式K=$\frac{[[B(OH){\;}_{4}]{\;}^{-}][H{\;}^{+}]}{[{H}_{3}B{O}_{3}]}$;写出阴离子[B(OH)4]-的电子式:
(4)在反应Ⅳ中,H3BO3的转化率在不同温度下随反应时间(t)的变化如图,若T=333K,初始c(H3BO3)=1mol•L-1,则0~10min的反应速率v(H3BO3)=0.08mol/(L•min);40min达到平衡后,改变温度为T,c(H3BO3 )以0.005mol•L-1•min-1的平均速率降低,经过10min又达到平衡,则T>333K(用“>”、“<”、“=”填空),温度对该反应的速率和平衡移动的影响是升高温度反应速率加快,平衡向正向移动.
12.
合成氨工业上常用下列方法制备H2:
方法①:C(s)+2H2O(g)?CO2(g)+2H2(g)
方法②:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
(1)已知①C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ•mol-1
②2C(石墨)+O2(g)═2CO(g)△H=-222kJ•mol-1
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ•mol-1
试计算25℃时由方法②制备1000gH2所放出的能量为20500kJ.
(2)在一定的条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器,发生反应:C(s)+2H2O(g)?CO2(g)+2H2(g)其相关数据如表所示:
①T1>T2(填“>”、“=”或“<”);T1℃时,该反应的平衡常数K=12.8.
②乙容器中,当反应进行到1.5min时,H2O(g)的物质的量浓度范围是大于0.8mol/L,小于1.4mol/L.
③在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是BD.
A.V逆(CO2)=2V正(H2)
B.混合气体的密度保持不变
C.c(H2O):c(CO2):c(H2)=2:1:2
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响,测得逆反应速率与时间的关系如图所示:
在t1、t3、t5、t7时反应都达了到平衡状态,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则t6时刻改变的条件是通入H2O,从t1到t8哪个时间段H2O(g)的平衡转化率最低t7-t8.
方法①:C(s)+2H2O(g)?CO2(g)+2H2(g)
方法②:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
(1)已知①C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ•mol-1
②2C(石墨)+O2(g)═2CO(g)△H=-222kJ•mol-1
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ•mol-1
试计算25℃时由方法②制备1000gH2所放出的能量为20500kJ.
(2)在一定的条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器,发生反应:C(s)+2H2O(g)?CO2(g)+2H2(g)其相关数据如表所示:
| 容器 | 容积/L | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | |
| C(s) | H2O(g) | H2(g) | ||||
| 甲 | 2 | T1 | 2 | 4 | 3.2 | 2.5 |
| 乙 | 1 | T2 | 1 | 2 | 1.2 | 3 |
②乙容器中,当反应进行到1.5min时,H2O(g)的物质的量浓度范围是大于0.8mol/L,小于1.4mol/L.
③在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是BD.
A.V逆(CO2)=2V正(H2)
B.混合气体的密度保持不变
C.c(H2O):c(CO2):c(H2)=2:1:2
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响,测得逆反应速率与时间的关系如图所示:
在t1、t3、t5、t7时反应都达了到平衡状态,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则t6时刻改变的条件是通入H2O,从t1到t8哪个时间段H2O(g)的平衡转化率最低t7-t8.
11.
已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小.在钨冶炼工艺中,将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙,发生反应
Ⅰ:WO42-(aq)+Ca(OH)2(s)?CaWO4(s)+2OH-(aq).
(1)如图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线.
①计算T1时KSP(CaWO4)=1×10-10.
②T1< T2(填“>”“=”或“<”).
(2)反应Ⅰ的平衡常数K理论值如表:
①该反应平衡常数K的表达式为$\frac{{c}^{2}(O{H}^{-})}{c(W{{O}_{4}}^{2-})}$.
②该反应的△H>0(填“>”“=”或“<”).
(3)常温下向较浓AlCl3的溶液中不断通入HCl气体,可析出大量AlCl3•6H2O晶体,结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因:AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡:AlCl3•6H2O(s)═Al3+(aq)+3Cl-(aq)+6H2O(l),通入HCl气体使溶液中c(Cl-)增大,平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3•6H2O晶体.
Ⅰ:WO42-(aq)+Ca(OH)2(s)?CaWO4(s)+2OH-(aq).
(1)如图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线.
①计算T1时KSP(CaWO4)=1×10-10.
②T1< T2(填“>”“=”或“<”).
(2)反应Ⅰ的平衡常数K理论值如表:
| 温度/℃ | 25 | 50 | 90 | 100 |
| K | 79.96 | 208.06 | 222.88 | 258.05 |
②该反应的△H>0(填“>”“=”或“<”).
(3)常温下向较浓AlCl3的溶液中不断通入HCl气体,可析出大量AlCl3•6H2O晶体,结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因:AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡:AlCl3•6H2O(s)═Al3+(aq)+3Cl-(aq)+6H2O(l),通入HCl气体使溶液中c(Cl-)增大,平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3•6H2O晶体.
10.
在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=$\frac{c{\;}^{2}(NO{\;}_{2})}{c{\;}^{2}(NO)×c(O{\;}_{2})}$
已知:K300°C>K350°C,则该反应是放热反应.
(2)图中表示NO2的变化的曲线是b.用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=1.5×10-3mol•L-1•s-1.
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是bc.
a.v (NO2)=2v (O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正 (O2) d.容器内密度保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是c.
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
HNO2是一种弱酸,部分弱酸的电离平衡常数如下表:
(5)在温度相同时,各弱酸的Ki值与酸性的相对强弱的关系为:Ki值越大,酸性越强.
(6)下列离子方程式正确的是BD
A.2ClO-+H2O+CO2→2HClO+CO32-
B.2HNO2+CO32-→2NO2-+H2O+CO2↑
C.H2SO3+CO32-→CO2+H2O+SO32-
D.Cl2+H2O+2CO32-→2HCO3-+Cl-+ClO-
(7)常温下,pH=3的HNO2溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(NO2-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-).
| 时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| n(NO)(mol) | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
已知:K300°C>K350°C,则该反应是放热反应.
(2)图中表示NO2的变化的曲线是b.用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=1.5×10-3mol•L-1•s-1.
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是bc.
a.v (NO2)=2v (O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正 (O2) d.容器内密度保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是c.
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
HNO2是一种弱酸,部分弱酸的电离平衡常数如下表:
| 弱酸 | HNO2 | HClO | H2CO3 | H2SO3 |
| 电离平衡常数 (25℃) | Ki=5.1×10-4 | Ki=2.98×10-8 | $\begin{array}{l}{K_{i1}}=4.3×{10^{-7}}\\{K_{i2}}=5.6×{10^{-11}}\end{array}$ | $\begin{array}{l}{K_{i1}}=1.54×{10^{-2}}\\{K_{i2}}=1.02×{10^{-7}}\end{array}$ |
(6)下列离子方程式正确的是BD
A.2ClO-+H2O+CO2→2HClO+CO32-
B.2HNO2+CO32-→2NO2-+H2O+CO2↑
C.H2SO3+CO32-→CO2+H2O+SO32-
D.Cl2+H2O+2CO32-→2HCO3-+Cl-+ClO-
(7)常温下,pH=3的HNO2溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(NO2-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-).
7.
工业上从废铅酸电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应:PbSO4(s)+CO32-(aq)?PbCO3(s)+SO42-(aq).某课题组用PbSO4为原料模拟该过程,探究上述反应的实验条件及固体产物的成分.
(1)上述反应的平衡常数表达式:K=$\frac{c(S{{O}_{4}}^{2-})}{c(C{{O}_{3}}^{2-})}$.
(2)室温时,向两份相同的样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在Na2CO3溶液中PbSO4转化率较大,理由是相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c(CO32-)较大.
(3)查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3•Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO.该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:全部为PbCO3;
假设二:全部为2PbCO3•Pb(OH)2;
假设三:PbCO3与2PbCO3•Pb(OH)2的混合物.
(4)为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究.
①定性研究:请你完成下表中内容.
②定量研究:取26.7mg的干燥样品,加热,测的固体质量随温度的变化关系如下图.某同学由图中信息得出结论:假设一不成立.你是否同意该同学的结论,并简述理由:同意若全部为PbCO3,26.7mg完全分解后,其固体质量为22.3mg.
(1)上述反应的平衡常数表达式:K=$\frac{c(S{{O}_{4}}^{2-})}{c(C{{O}_{3}}^{2-})}$.
(2)室温时,向两份相同的样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在Na2CO3溶液中PbSO4转化率较大,理由是相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c(CO32-)较大.
(3)查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3•Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO.该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:全部为PbCO3;
假设二:全部为2PbCO3•Pb(OH)2;
假设三:PbCO3与2PbCO3•Pb(OH)2的混合物.
(4)为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究.
①定性研究:请你完成下表中内容.
| 实验步骤(不要求写出具体操作过程) | 预期的实验现象和结论 |
| 取一定量样品充分干燥,… |
6.
已知A(g)+B(g)?C(g)+D(s)反应的平衡常数与温度的关系如下:
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c(C)}{c(A)c(B)}$,△H>0(填“>、<、或=”);
(2)800℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.4molA和0.7molB,若反应初始2mim内A的平均反应速率为0.01mol•L-1•min-1,则2min时c(A)=0.06mol•L-1,C的物质的量为0.1mol;若经过一段时间后,反应达到平衡时再向容器中充入0.4molA,则再次达到平衡后A的百分含量与第一次平衡相比增大(填“增大”、“减小”、或“不变”)
(3)下列选项中能作为判断反应达到平衡的依据有ad
a.压强不随时间改变
b.v(A):v(b)=1:1
c.单位时间内消耗A和B的物质的量相等
d.C的百分含量保持不变
(4)880℃时,反应 C(g)+D(s)?A(g)+B(g)的平衡常数的值为0.08.
(5)某温度时,平衡浓度符合下式:c(A).c(B)=c(C),则该此时的温度为700℃.
(6)图是1000℃时容器中A的物质的量的变化曲线,请在图中补画出该反应在1200℃时A的物质的量的变化曲线图
.
0 160297 160305 160311 160315 160321 160323 160327 160333 160335 160341 160347 160351 160353 160357 160363 160365 160371 160375 160377 160381 160383 160387 160389 160391 160392 160393 160395 160396 160397 160399 160401 160405 160407 160411 160413 160417 160423 160425 160431 160435 160437 160441 160447 160453 160455 160461 160465 160467 160473 160477 160483 160491 203614
| 温度℃ | 700 | 800 | 880 | 1000 | 1200 |
| 平衡常数 | 1.0 | 10.0 | 12.5 | 16.1 | 17.7 |
(1)该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c(C)}{c(A)c(B)}$,△H>0(填“>、<、或=”);
(2)800℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.4molA和0.7molB,若反应初始2mim内A的平均反应速率为0.01mol•L-1•min-1,则2min时c(A)=0.06mol•L-1,C的物质的量为0.1mol;若经过一段时间后,反应达到平衡时再向容器中充入0.4molA,则再次达到平衡后A的百分含量与第一次平衡相比增大(填“增大”、“减小”、或“不变”)
(3)下列选项中能作为判断反应达到平衡的依据有ad
a.压强不随时间改变
b.v(A):v(b)=1:1
c.单位时间内消耗A和B的物质的量相等
d.C的百分含量保持不变
(4)880℃时,反应 C(g)+D(s)?A(g)+B(g)的平衡常数的值为0.08.
(5)某温度时,平衡浓度符合下式:c(A).c(B)=c(C),则该此时的温度为700℃.
(6)图是1000℃时容器中A的物质的量的变化曲线,请在图中补画出该反应在1200℃时A的物质的量的变化曲线图