A、B、C、D、E是五种中学化学常见的单质,已知A、B、C、D在常温下均为气态。其中D能分别跟A、B、C在一定条件下两两化合,生成化合物X、Y、Z;A与B、C均不能直接化合。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去)。
完成下列问题:
(1)Z分子的空间构型为_________。
(2)反应③中被氧化的物质与被还原物质的物质的量之比为_________。
(3)Z和W在催化剂作用下,反应生成C和Y,这是一个很有实际意义的反应,可以消除W对环境的污染,该反应的化学方程式为___________________________。
(4)将过量的E加到N的稀溶液中,若过程中转移电子的数目为3.01×1023个,则参加反应的E的质量为_________g。
(5)将Z与N反应后的产物溶于水中,则溶液的pH_________(填“<”或“>”)7,其原因是(用离子方程式表示)_________________。
亚磷酸(H3PO3)是二元酸,与足量NaOH溶液反应生成Na2HPO3。
(1)PCl3水解可制取亚磷酸:PCl3+3H2O===H3PO3+________。
(2)H3PO3溶液中存在电离平衡:H3PO3H++H2PO3—。
①某温度下,0.10 mol·L-1的H3PO3溶液pH=1.6,即溶液中c(H+)=2.5×
10-2 mol·L-1。求该温度下上述电离平衡的平衡常数K,写出计算过程。(H3PO3的第二步电离忽略不计,结果保留两位有效数字)
②根据H3PO3的性质可推测Na2HPO3稀溶液的pH________7(填“>”“=”或“<”)。
(3)亚磷酸具有强还原性,可使碘水褪色。该反应的化学方程式为________。
(4)电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸,装置示意图如下:
①阴极的电极反应式为________________________;
②产品室中反应的离子方程式为_____________________。
某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是H2B===H++HB-;HB-H++B2-。回答下列问题。
(1)Na2B溶液显_____(填“酸性”、“中性”或“碱性”),理由是_______(用离子方程式表示)。
(2)在0.1 mol·L-1的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是____。
A.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1 mol·L-1
B.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HB-)+2c(B2-)
D.c(Na+)=2c(B2-)+2c(HB-)
(3)已知0.1 mol·L-1 NaHB溶液的pH=2,则0.1 mol·L-1 H2B溶液中的氢离子的物质的量浓度可能____0.11 mol·L-1(填“<”、“>”或“=”),理由是_____。
(4)0.1 mol·L-1 NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是_______。
25 ℃时,在体积为2 L的密闭容器中,气态A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图1所示,已知达到平衡后,降低温度,A的转化率将增大。
t2~t3 |
t4~t5 |
t5~t6 |
t7~t8 |
K1 |
K2 |
K3 |
K4 |
(1)根据图1数据,写出该反应的化学方程式:__________________。此反应的平衡常数表达式K=___,从反应开始到第一次平衡时的平均速率v(A)为___。
(2)在5~7 min内,若K值不变,则此处曲线变化的原因是__________。
(3)如图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图,各阶段的平衡常数如表所示。K1、K2、K3、K4之间的关系为________(用“>”、“<”或“=”连接)。A的转化率最大的一段时间是________。
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol-1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃时,分别将0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密闭容器中发生反应,测得有关数据如下表:
实验 编号 |
温度 |
时间/min |
0 |
10 |
20 |
40 |
50 |
1 |
130 ℃ |
n(CH4)/mol |
0.50 |
0.35 |
0.25 |
0.10 |
0.10 |
2 |
180 ℃ |
n(CH4)/mol |
0.50 |
0.30 |
0.18 |
0.15 |
(1)开展实验1和实验2的目的是______________________________。
(2)180 ℃时,反应到40 min,体系________(填“是”或“否”)达到平衡状态,理由是__________________________;
CH4的平衡转化率为________。
(3)已知130 ℃时该反应的化学平衡常数为6.4,试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下,反应时间t与转化率α(NO2)的关系如图所示,请在图像中画出180 ℃时,压强为p2(设压强p2>p1)的变化曲线,并做必要的标注。
(5)根据已知求算:ΔH2=________。
CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
氨是最重要的化工产品之一。
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如下图所示。
反应①②③为________反应(填“吸热”或“放热”)。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为___________。
(2)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。
①某温度下,向容积为10 L的密闭容器中通入2 mol NH3和1 mol CO2,反应达到平衡时CO2的转化率为50%。该反应的化学平衡常数表达式为K=______。该温度下平衡常数K的计算结果为_____。
②为进一步提高CO2的平衡转化率,下列措施中能达到目的的是________。
A.提高NH3的浓度 | B.增大压强 |
C.及时转移生成的尿素 | D.使用更高效的催化剂 |