(10分)
I.(4分)某温度下的溶液中,c(H+)=10x mol/L,c(OH-)=10y mol/L。x与y的关系如图所示:![]()
(1)该温度下,中性溶液的pH= 。
(2)该温度下0.01 mol/L NaOH溶液的pH= 。
II. (6分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)
2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
| 温度(℃) | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
| 平衡总压强(kPa) | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
| 平衡气体总浓度 (×10-3mol/L) | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.4 |
A.2v(NH3)=v(CO2) B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,计算25.0℃时的分解平衡常数为 。
(2)已知:NH2COONH4+2H2O
③计算25℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率为 。
④根据图中信息,如何说明水解反应的平均速率随温度升高而增大:
。
(共12分)在容积固定为2L的密闭容器中,充入0.180 molHI,480℃时反应:
2HI(g)
H2(g)+I2(g),体系中n(HI)随时间变化情况如下表:
| t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
| n(HI)/mol | 0.180 | 0.164 | 0.152 | 0.144 | 0.140 | 0.140 |
(1)0~2min内H2的平均反应速度为 。达平衡时,HI的转化率是_________。(2)上述正向反应是: 反应(选填:放热、吸热)。
(3)某温度下上述反应平衡时,恒容、升高温度,原化学平衡向 反应方向移动(填“正”或“逆”),正反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”),容器内混合气体的压强 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)480℃时,反应H2(g)+I2(g)
(5)要增大反应2HI(g)
A.增大HI起始浓度
B.向混合气体中通入I2
C.使用高效催化剂
D.升高温度
(14分)二氧化硫和氮的氧化物是重要的化工原料,同时也是造成大气污染的主要物质。对其性质的研究是化学的重要任务。
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答下列问题:![]()
①将2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于_____。
②平衡状态由A变到B时.平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)N2O5在四氯化碳溶液中的分解反应为:2N2O5=4NO2+O2。实验测得在67℃时反应体系中N2O5的物质的量浓度随时间的变化如下表所示。
| t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| c(N2O5)/mol·L—1 | 1.00 | 0.71 | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.17 |
②实验进行的最后1分钟,用NO2的物质的量浓度变化表示的平均反应速率是 ;5分钟时NO2的物质的量浓度是 。
(3)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ·mol-1
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为____kJ。