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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。氨的水溶液中存在电离平衡,常用电离常数Kb和电离度α来定量表示其电离程度。Kb和α常用的测定方法:在一定温度时用酸度计测定一系列已知浓度氨水的pH,可得各浓度氨水对应的c(OH-),然后通过换算求得各对应的α值和Kb值。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
▲ ,通过计算所得的数据和简洁的文字说明电离常数、电离度与弱电解质的初始浓度的关系 ▲ 。
(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下:
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 ▲ 。
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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。氨的水溶液中存在电离平衡,常用电离常数Kb和电离度α来定量表示其电离程度。Kb和α常用的测定方法:在一定温度时用酸度计测定一系列已知浓度氨水的pH,可得各浓度氨水对应的c(OH-),然后通过换算求得各对应的α值和Kb值。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)
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烧杯号 |
V氨水 (mL) |
V水(mL) |
c (NH3·H2O) (mol·L-1) |
c(OH-) |
Kb |
α |
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1 |
50.00 |
0.00 |
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1.34×10-3 |
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2 |
25.00 |
25.00 |
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9.48×10-4 |
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3 |
5.00 |
45.00 |
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4.24×10-4 |
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请根据以上信息回答下述问题:
(1)25℃时,氨水的电离常数:Kb
▲ ,通过计算所得的数据和简洁的文字说明电离常数、电离度与弱电解质的初始浓度的关系
▲ 。
(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下:
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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 ▲ 。
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(12分)
A.下图是元素周期表中的前四周期,①~⑨为相应的元素,请从中选择合适的元素回答问题:
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| |||||||||||||||||
| ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | |||||||||||||
| ⑦ | ⑧ | ⑨ | |||||||||||||||
(1)根据元素原子的外围电子排布特征,元素周期表可划分为五个区域,①元素位于周期表
的 区。
(2)②、⑥两元素形成的化合物的空间构型为 ,其中心原子的杂化类型为 。
(3)写出元素⑧基态原子的电子排布式 。
(4)①③两元素形成的最简单的化合物与 (写微粒符号)互为等电子体。
(5)元素⑦与CO可形成的X(CO)5型化合物,该化合物常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断该化合物晶体属于___ 晶体(填晶体类型)。
(6)元素⑨的离子的氢氧化物不溶于水,但可溶于氨水中,该离子与NH3间结合的作用力
为 。
(7) 金属⑦的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分 别如右图所示。
则面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的原子个数之比为 。
B.(12分)乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇
2CO2(g)+6H2(g)
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)①,25℃时, K=2.95×1011
2CO(g)+4H2(g)
CH3CH2OH(g)+H2O(g)②,25℃时, K=1.71×1022
(1)写出反应①的平衡常数表达式K=__________________。
(2)条件相同时,反应①与反应②相比,转化程度更大的是________。以CO2为原料合成乙醇的优点是 (写出一条即可)。
(3)在一定压强下,测得反应①的实验数据如下表:
根据表中数据分析:
①温度升高,K值______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②提高氢碳比[ n(H2)/n(CO2)],对生成乙醇 (填“有利”、“不利”)。
(4)在下图的坐标中作图说明压强变化对反应①的化学平衡的影响。(必须在图中标明坐标轴所表示的物理量。
(1)图1是1molNO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能星变化示意图(a、b均大 于0>,且知:
2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-ckJ?mol-1(c>0)
请写出CO将NO2还原至N2时的热化学方程式______;
(2)图2是实验室在三个不同条件的密闭容器中合成氨时,N2的浓度随时间的变化曲线(以a、b、c表示).已知三个条件下起始加入浓度均为:c(N2)=0.1mol?L-1,c(H2)=0.3mol?L-1;合成氨的反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0
①计算在a达平衡时H2的转化率为______;
②由图2可知,b、c各有一个条件与a不同,则c的条件改变可能是______;试写出判断b与a条件不同的理由______;
(3)利用图2中c条件下合成氨(容积固定).已知化学平衡常数K与温度(T)的关系如 下表:
| T/(K) | 298 | 398 | 498 | … |
| K/-2 | 4.1×106 | K1 | K2 | … |
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是______ (填序号字母).
A.容器内NH3的浓度保持不变 B.2v( N2)(正)-v( H2)(逆)
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
(4)①NH4Cl溶液呈酸性的原因是(用离子反应方程式表示)______.
②25°C时,将PH=x氨水与pH=y的疏酸(且x+y-14,x>11 )等体积混合后,所得溶液 中各种离子的浓度关系正确的是
A.[SO
B.[NH
C.[NH
D.[NH
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