(14分)ClO2气体是一种常用的消毒剂,我国从2 000年起逐步用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。
(1)消毒水时,ClO2还可将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe(OH)3和MnO2等难溶物除去,在这个过程中,Fe2+、Mn2+的化合价升高,说明ClO2具有__________性。
(2)工业上可以通过下列方法制取ClO2,请完成该化学反应方程式:2KClO3+SO2==2ClO2+__________。
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,是放热反应,当1 mol Cl2参与反应时释放145 kJ的热量,写出这个反应的热化学方程式:_______________________________。
(4)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1~0.8 mg·L-1之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
Ⅰ.取一定体积的水样,加入一定量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3溶液。(已知:2S2O+I2===S4O
+2I-)
Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1~3。
操作时,不同pH环境中粒子种类如下图所示:
请回答:
①操作Ⅰ中反应的离子方程式是______________________________。
②确定操作Ⅱ完全反应的现象是______________________________。
③在操作Ⅲ过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式是______________________________。
④若水样的体积为1.0 L,在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3 mol·L-1的Na2S2O3溶液10 mL,则
水样中ClO2的浓度是________mg·L-1。
已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K1;化学反应②:Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g),其平衡常数为K2,在温度973 K和1 173 K情况下,K1、K2的值分别如下:
温度 |
K1 |
K2 |
973 K |
1.47 |
2.38 |
1173 K |
2.15 |
1.67 |
(1)通过表格中的数值可以推断:反应①是(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)现有反应③:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式:K3=,根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式,据此关系式及上表数据,也能推断出反应③
是(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动同时υ正增大可采取的措施
有(填写字母序号)。
A.缩小反应容器的容积 B.扩大反应容器的容积
C.升高温度 D.使用合适的催化剂 E.设法减小平衡体系中的CO的浓度
(4)图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:
①图甲中t2时刻发生改变的条件是。②图乙中t2时刻发生改变的条件是。
(5)在830℃温度下,反应③的K值为1,在2 L的密闭容器中,加入1 mol CO2和3 mol H2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为mol/L。H2转化率。若向容器中再加入1 mol CO2和3 mol H2 达到平衡后CO平衡浓度mol/L ,CO2体积分数
(1)液化气中的主要成分之一是丁烷。在25℃、101 kPa时,10 kg丁烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)放出热量5×105 kJ,丁烷燃烧的热化学方程式为____________________________丁烷的燃烧热为_________________。
(2)1 mol气态钠离子和1 mol气态氯离子结合生成1 mol氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能。
①下列热化学方程式中,能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是____________。
A.Na+(g)+Cl-(g)―→NaCl(s);△Q | B.Na(s)+Cl2(g)―→NaCl(s);△Q1 |
C.Na(s)―→Na(g);△Q2 | D.Na(g)-e-―→Na+(g);△Q3 |
E.Cl2(g)―→Cl(g);△Q4 F.Cl(g)+e-―→Cl-(g);△Q5
②写出△Q1与△Q、△Q2、△Q3、△Q4、△Q5之间的关系式____
(14分)
(1)25 ℃时,将pH=11的NaOH溶液与pH=4的硫酸溶液混合,若所得混合溶液pH=9,则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为
已知25 ℃时,0.1 L 0.1 mol·L-1的NaA溶液的pH=10,溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为。
(2))若100 ℃时,KW=10-12,则100 ℃时pH=11的Ba(OH)2溶液与pH=2的硫酸按体积比1:9混合充分反应后pH=;若该温度下10体积的pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合之前,a与b之间应满足的关系为。
(3)某温度下的水溶液中,c(H+)=10x mol/L,c(OH-)=10y mol/L。x与y的关系如图所示。
该温度下水的离子积为。该温度下氯化钠溶液的pH为
该温度下0.01 mol/L NaOH溶液的pH为。
已知由短周期元素组成的A、B、C、D四种常见化合物分子中所含原子数目依次为2、3、4、5,其中A、B含有18个电子,C、D含有10个电子。请回答:
(1)D中含有的化学键类型有,已知8gD与O2完全燃烧,生成稳定化合物时放出445kJ的热量,写出反应的热化学方程式。
(2)室温下,若向一定量C的稀溶液中逐滴加入物质的量浓度相同的A,直至A过量,生成化合物XY4Z(X、Y、Z表示元素符号)。讨论上述实验过程中离子浓度的大小顺序、对应溶质的化学式和溶液的pH。试填写表中空白(要求填写有关粒子化学式):
离子浓度由大到小的顺序 |
溶质的化学式 |
溶液的pH |
|
I |
c(XY+4)>c(Z—)>c(OH—)>c(H+) |
pH>7 |
|
II |
c(XY+4)=c(Z—) |
XY4Z、XY3·H2O |
|
III |
XY4Z |
pH<7 |
|
IV |
c(Z—)>c(H+)>c(XY+4)> >c(OH—) |
pH<7 |
(3)B在空气中完全燃烧生成E,在一定条件下发生E与O2反应生成F。
①将0.05molE和0.03molO2放入容积为1L的密闭容器中,达到平衡,测得c(F)=0.04mol·L—1。计算该条件下反应的平衡常数K=和E的平衡转化率。
②已知上述反应是放热反应,当该反应处于平衡状态时,下列措施中有利于提高E平衡转化率的有(填字母)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
将等物质的量的A、B、C、D四种物质混和,发生如下反应: aA+bBcC(固)+dD当反应进行一定时间后,测得A减少了n mol,B减少了n/2 mol,C增加了3n/2 mol,D增加了n mol,此时达到化学平衡:
(1)该化学方程式中各物质的系数为a=_______,b=______,c_______,d=_____。
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中各物质的聚集状态A_______,B________,D_________。
(3)该反应的平衡常数表达式为K=。若升高温度,达到平衡后平衡常数减小,则该反应为________反应(填放热或吸热)