(15分)某研究小组对一元有机弱酸HA在溶剂苯和水的混合体系中溶解程度进行研究。在25℃时,弱酸HA在水中部分电离,HA的电离度为0.10;在苯中部分发生双聚,生成(HA)2。该平衡体系中,一元有机弱酸HA在溶剂苯(B)和水(W)中的分配系数为K,K=C(HA)B/C(HA)W=1.0,即达到平衡后,以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1∶1;已知:lg2=0.3,lg3=0.5  其他信息如下:

25℃平衡体系(苯、水、HA)
平衡常数
焓变
起始总浓度
在水中,HA  ===    H+A
K1
△H1
3.0×103 mol·L1
在苯中,2HA ==     (HA)2
K2
△H2
4.0×103 mol·L1
回答下列问题:
(1)计算25℃时水溶液中HA的电离平衡常数K1=            
(2)25℃,该水溶液的pH为         ,在苯体系中HA的转化率为__________。
(3)25℃混合体系中,HA在苯中发生二聚,若测得某时刻溶液中微粒浓度满足,则反应向_______方向进行。
(4)在苯中,HA自发进行发生二聚:2HA(HA)2,已知该二聚反应的反应热数值约为活化能的5/9 。下列能量关系图最合理的是          

(5)下列有关该混合体系说法不正确的是          
A.用分液漏斗分离得到水溶液和苯溶液,若水溶液中加入少量水,苯溶液中加少量苯,则上述平衡均正移,且c(HA)均减小。
B.升高温度,HA的电离平衡常数K1和2HA(HA)2的平衡常数K2均变大。
C.若用酸碱中和滴定的分析方法,可以测出HA的起始总浓度。
D.在25℃时,若再加入一定量的HA固体,则水和苯中HA的起始总浓度之比仍为3:4。
(6)在25℃时,用0.1000mol/L氢氧化钠溶液滴定20.00mL 0.1000mol/L HA水溶液,请在下图中画出滴定曲线示意图。

(12分)现在普遍应用的工业合成氨的方法是哈伯于1905年发明的,但此法反应物的转化率不高。
(1)已知1 mol N2(g)与适量H2(g)完全反应,当生成NH3(g)0.1mol时,放出9.22kJ热量,写出反应的热化学方程式:                                       
(2)若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1K2,则K1     K2(填“>”  “="”" 或 “<” )。
(3)在一定温度下,向容积不变(始终为10L)的密闭容器中加入2 mol N2、8 mol H2 及固体催化剂。10分钟后反应达到平衡状态,容器内气体压强变为起始的80%,此时氨气的体积分数为          ,用氮气表示的反应速率:                  。若想提高氨气的产率,根据化学平衡移动原理,请提出合理的建议:                     (任意写一条)。
(4)在上述相同条件下,若起始时加入4 mol NH3、2 mol H2及固体催化剂,反应达到平衡时NH3的体积分数比(3)中          (填“大”、“小”或“相等”)。
(5)随着对合成氨研究的发展,2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法,即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气,分别通入一个加热到570℃的电解池中,采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如右图)。在电解法合成氨的电解池中               (填“能”或“不能”) 用水作电解质溶液的溶剂,原因是              

钯电极A是电解池的     极(填“阳”或“阴”),该极上的电极反应式是                

(10分)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如右图:

(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K=               ;反应的平衡常数随温度的变化如下表:

温度/℃
400
500
830
1000
平衡常数K
10
9
1
 
从上表可以推断:此反应是       (填“吸”或“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1mo1,则达到平衡后CO的转化率为        
(2)在830℃,以下表的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述第II步反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有        (填实验编号);
实验编号
n(CO)
n(H2O)
n(H2)
n(CO2)
A
1
5
2
3
B
2
2
1
1
C
0.5
2
1
1
(3)在一个不传热的固定容积的容器中,判断此流程的第II步反应达到平衡的标志是           
①体系的压强不再发生变化                         ②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变           ④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化                         ⑥v(CO2)v(H2O)
(4)右图表示此流程的第II步反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是(写出两种)                          

(13分)已知短周期主族元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大且X和Y的原子序数之和等于Z的原子序数,X和Z可形成X2Z,X2Z2两种化合物,W是短周期主族元素中半径最大的元素。
(1)W在周期表中的位置:            
(2)在一定条件下,容积为1L密闭容器中加入1.2molX2和0.4molY2,发生如下反应:
3X2 (g)  + Y2(g)  2YX3(g)    H  
反应各物质的量浓度随时间变化如下:

①计算该温度下此反应的平衡常数K=         
②若升高温度平衡常数K减小,则H      0(填“>”、“<”或“=”)。
③改变下列条件,能使该平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是     (填字母)。
a.增大压强    b. 降低温度     c.使用催化剂        d. 增大反应物的浓度
(3)常见液态化合物X2Z2的稀溶液易被催化分解,可使用的催化剂为       (填字母)。
a.MnO2              b.FeCl3               c.Na2SO3                   d.KMnO4
(4)A是四种元素中三种元素组成的电解质,溶液呈碱性,将常温下0.1mol·L1的A溶液稀释至原体积的10倍后溶液的pH=12,则A的电子式为            
(5)以X2为燃料可制成燃料电池。已知:2X2(g)+Z2(g)=2X2Z(l) △H=?572KJ·mol1
该燃料电池释放228.8KJ电能时,生成1mol液态X2Z,该电池的能量转化率为         

 0  55806  55814  55820  55824  55830  55832  55836  55842  55844  55850  55856  55860  55862  55866  55872  55874  55880  55884  55886  55890  55892  55896  55898  55900  55901  55902  55904  55905  55906  55908  55910  55914  55916  55920  55922  55926  55932  55934  55940  55944  55946  55950  55956  55962  55964  55970  55974  55976  55982  55986  55992  56000  203614 

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