碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。
(1)在一恒温、恒容密闭容器中发生反应: Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),
H<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。对该反应的说法正确的是 (填字母编号)。
A.增加Ni的量可提高CO的转化率,Ni的转化率降低 |
B.缩小容器容积,平衡右移,![]() |
C.反应达到平衡后,充入CO再次达到平衡时,CO的体积分数降低 |
D.当4v[Ni(CO)4]=v(CO)时或容器中混合气体密度不变时,都可说明反应已达化学平衡状态 |
(2)CO与镍反应会造成镍催化剂中毒。为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2将CO氧化,二氧化硫转化为单质硫。
已知:C(s)+O2(g)=CO(g)
H=-Q1 kJ
mol-1
C(s)+ O2(g)=CO2(g) H=-Q2 kJ
mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-Q3 kJ
mol-1
则SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g) H= 。
(3)金属氧化物可被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。图28(3)是四种金属氧化物(Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时与温度(t)的关系曲线图。
700oC时,其中最难被还原的金属氧化物是 (填化学式),用一氧化碳还原该金属氧化物时,若反应方程式系数为最简整数比,该反应的平衡常数(K)数值等于 。
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理如上图28(4)所示。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应式为 。
若该燃料电池使用一段时间后,共收集到20mol Y,则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为 L。
二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料气,其储运、燃烧安全性、理论燃烧温度等性能指标均优于液化石油气,也可用作燃烧电池,具有很好的发展前景。
(1)已知H2、CO和CH3OCH3的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ/mol、-283kJ/mol和-1460.0 kJ/mol,则工业上利用水煤气成分按1:1合成二甲醚的热化学方程式为:____________。
(2)工业上采用电浮远凝聚法处理污水时,保持污水的pH在5.0,通过电解生成Fe(OH)3胶体,吸附不溶性杂质,同时利用阴极产生的H2,将悬浮物带到水面,利于除去。实验室以二甲醚燃料电池模拟该方法设计的装置如下图所示:
①乙装置以熔融碳酸盐为电解质,稀土金属材料为电极。写出该燃料电池的正极电极反应式__________________;下列物质可用做电池熔融碳酸盐的是______。
A.MgCO3 B.Na2CO3 C.NaHCO3 D.(NH4)2CO3
②写出甲装置中阳极产物离子生成Fe(OH)3沉淀的离子方程式____________________。
③已知常温下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,电解一段时间后,甲装置中c(Fe3+)= ___________。
④已知:H2S的电离平衡常数:K1=9.1×10-8、K2=1.1×10-12;H2CO3的电离平衡常数:K1=4.31×10-7、K2=5.61×10-11。测得电极上转移电子为0.24mol时,将乙装置中生成的CO2通入200mL 0.2mol/L的Na2S溶液中,下列选项正确的是______
A.发生反应的离子方程式为:CO2+S2-+H2O=CO32-+H2S
B.发生反应的离子方程式为:CO2+S2-+H2O=HCO3-+HS-
C.c(Na+)=2[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)
D.c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+2c(S2-)+c(OH-)
E.c(Na+)>c(HCO3-)>c(HS-)>c(OH-)
根据题目提供的溶度积数据进行计算并回答下列问题:
(1)已知25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12;酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下:
pH |
<8.0 |
8.0~9.6 |
>9.6 |
颜色 |
黄色 |
绿色 |
蓝色 |
25 ℃时,在Mg(OH)2饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂,溶液的颜色为____________。
(2)向50 mL 0.018 mol·L-1的AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-1的盐酸,生成沉淀。已知该温度下AgCl的Ksp=1.0×10-10,忽略溶液的体积变化,请计算:
①完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=__________。 ②完全沉淀后,溶液的pH=__________。
③如果向完全沉淀后的溶液中继续加入50 mL 0.001 mol·L-1的盐酸,是否有白色沉淀生成?________________(填“是”或“否”)。
(3)在某温度下,Ksp(FeS)=6.25×10-18,该温度下,FeS的溶解度为 (该温度下溶液的密度为1g/mL)
I.(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式_________________________________。
(2)③NaH2PO2为________(填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显______(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
II.现有pH=2的醋酸甲和pH=2的盐酸乙:
(1)取10 mL的甲溶液,加入等体积的水,醋酸的电离平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移动;若加入少量的冰醋酸,醋酸的电离平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移动,若加入少量无水醋酸钠固体,待固体溶解后,溶液中c(H+)/c(CH3COOH)的值将________(填“增大”、“减小”或“无法确定”)。
(2)相同条件下,取等体积的甲、乙两溶液混合,溶液的pH=___ ___,若两溶液不等体积混合,则
pH___ ___。
(3)各取25 mL的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和至pH=7,则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为V(甲)________ V(乙) ( 填“>”、“<”或“=”)。
(4)取25 mL的甲溶液,加入等体积pH=12的NaOH溶液,反应后溶液中c(Na+)、c(CH3COO-)的大小关系为c(Na+)________ c(CH3COO-) ( 填“>”、“<”或“=”)。
I.在一定温度下,有a.盐酸b.硫酸c.醋酸三种酸:
(1)当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是__________。
(2)当三者c(H+)相同且体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的______H2(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为__________,反应所需时间的长短关系是__________。
II.常温下,有浓度均为1 mol·L-1的下列四种溶液:
①H2SO4溶液 ②NaHCO3溶液 ③NH4Cl溶液 ④NaOH溶液
(1)溶液pH由大到小的顺序是______,其中由水电离的H+浓度最小的是______。(均填序号)
(2)③中各离子浓度由大到小的顺序是______ __,升高温度,NH4Cl溶液的pH (填“升高”、“降低”或“不变”)
(3)向③中通入少量氨气,此时的值______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)将③和④混合后溶液恰好呈中性,则混合前③的体积______④的体积(填“大于”、“小于”或“等于”)。
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(填“>”或“<”)。
(2)850 ℃时在体积为10 L的反应器中,通入一定量的CO和H2O(g),发生上述反应,CO和H2O(g)的物质的量浓度变化如图所示,则0~4 min时平均反应速率v(CO)=____________。
(3)若在500 ℃时进行。且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020 mol·L-1,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1 mol,其中H2O(g)的体积分数为x,平衡时CO的_________________转化率为y,试推导y与x之间的关系________。