已知:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH=Q,其平衡常数随温度变化如下表所示:
| 温度/℃ |
400 |
500 |
850 |
| 平衡常数 |
9.94 |
9 |
1 |
请回答下列问题:
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为: ,该反应的Q 0。
(2)850℃时在体积为10L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g), 发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如图所示,则0~4min时平均反 应速率v(CO)= 。
(3)若在500 时进行,且CO、H2O(g)的超始浓度均为0.020mol/L,该条件下,CO的最大转化率为 。
(4)若在850℃时进行,设起始时CO和H2O(g)共为1mol,其中水蒸气的体积分数为x,平衡时CO的转化率为y,试推导y随x变化的函数关系式为 。
(5)某电化学装置可实现2CO2=2CO+O2的转化,使CO重复使用。已知该反应的阳极反应为4OH—-4e—=2H2O+O2,则阴极反应式为 。
(6)有人提出可以设计反应2CO=2C+O2(ΔH>0)来消除CO的污染,请判断上述反应能否发生 (填“可能”或“不可能”),理由是 。
(14分)下图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:K=
,它所对应的化学反应为:
(2)已知在一定温度下,各反应的平衡常数如下:
C(s)+C02(g)
2C0(g),K1 ①
CO(g)+H20(g)
H2(g)+C02(g),K2 ②
C(s)+H20(g)
CO(g)+H2(g),K3 ③
则
K1、K2、K3,之间的关系是: ,反应①的平衡常数K随温度的升高而 (增大/减小/不变)。
一定温度下,在三个容积均为2L的容器中均进行着③反应,各物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。
简述理由:
(3)该产业链中氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如N0、N02、N204等。对反应N2O4(g)
2N02(g) △H>O,在温度为T1、T2时,平衡体系中N02的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(4)如果(3)中的反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N204、N02的量),反应速率v与时间t关系如图所示。图中t4时引起平衡移动的条件可能是;图中表示平衡混合物中N02的含量最高的一段时间是。
(10分)
1:(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa时,32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是。
(2)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%一30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时:正极的电极反应式是。
Ⅱ:探究家庭制备次氯酸钠溶液的发生器如图,原理是用石墨做电极电解饱和食盐水。
(1)若通电后,为使氯气被全部吸收,则电源的a极的名称是。
(2)电解饱和食盐水的离子方程式为,所得的次氯酸钠溶液中加入几滴石蕊试液,观察到的现象是,用离子方程式和简要文字说明理由。
以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度:
| 难溶电解质 |
Mg(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
| 溶解度/g |
9×10-4 |
1.7×10-6 |
1.5×10-4 |
3.0×10-9 |
在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子.例如:
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,再加入一定量的试剂反
应,过滤结晶即可;
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶即可;
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤结晶即可.
请回答下列问题:
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe3+、Fe2+都被转化为____________(填化学式)而除去.
(2)①中加入的试剂应该选择________为宜,其原因是__________________.
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为_____________________.
(4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是________(填字母).
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质,不产生污染
B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中
E.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在
分析、归纳、探究是学习化学的重要方法和手段之一.下面就电解质A回答有关问题(假定以下都是室温时的溶液).
(1)电解质A的化学式为NanB,测得浓度为c mol/L的A溶液的pH=a.
①试说明HnB的酸性强弱_______________________________________.
②当a=10时,A溶液呈碱性的原因是(用离子方式程式表示)________________.
③当a=10、n=1时,A溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为
_______________________________________________________.
c(OH-)-c(HB)=________.
④当n=1、c=0.1、溶液中c(HB)∶c(B-)=1∶99时,A溶液的pH为__________(保留整数值).
(2)已知难溶电解质A的化学式为XnYm,相对分子质量为M,测得其饱和溶液的密度为ρ g/cm3,Xm+离子的浓度为c mol/L,则该难溶物XnYm的溶度积常数为Ksp=__________________________,该温度下XnYm的溶解度S=____________.
某温度(t℃)时,测得0.01 mol/L的NaOH溶液的pH为11,则该温度下水的Kw=________,该温度________25℃(填“大于”“小于”或“等于”),其理由是________________________________________________________________________
此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的H2SO4溶液Vb L混合,通过计算填写以下不同情况时两溶液的体积比:
(1)若所得溶液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=____________;
(2)若所得溶液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb=________;
(3)若所得溶液的pH=10,且a=12,b=2,则Va∶Vb=______________.