化学反应原理在科研和生产中有广泛应用,运用化学反应原理知识分析下列问题。
(1)工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为_______________。
(2)在Cu2O/ZnO做催化剂的条件下,将CO(g)和H2(g)充入容积为2L的密闭容器中合成CH3OH(g),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如下图。
根据题意回答下列问题:
①反应达到平衡时,平衡常数表达式K= ;升高温度,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
③若其它条件不变,对处于Z点的体系,将体积压缩至原来的1/2,达到新的平衡后,下列有关该体系的说法正确的是 。
a.氢气的浓度与原平衡比减少 b.正、逆反应速率都加快
c.甲醇的物质的量增加 d.重新平衡时n(H2) /n(CH3OH)增大
④据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变,
原因是: (写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明)。
(3)工业生产中用SO2为原料制取硫酸
①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式_____________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。
请写出开始时阳极反应的电极反应式_________。
取 A、B 两份物质的量浓度相等的 NaOH 溶液,体积均为 50mL,分别向其中通入一定量的 CO2后,再分别稀释为 100mL。
(1)在 NaOH 溶液中通入一定量的 CO2后,溶液中溶质的组成可能是:(填化学式)①__________②___________③____________④______________。
(2)在稀释后的溶液中分别逐滴加 0.1mol/L 的盐酸,产生的 CO2 的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示:
①分别加入足量的盐酸后,溶液中的溶质是_____________,原 NaOH 溶液的物质的量浓度为_________。
②A 曲线表明,原溶液通入CO2后,所得溶质的化学式为_________,与盐酸反应 产生 CO2的最大体积是_________mL(标准状况)。
③B 曲线表明,原溶液通入 CO2后,所得溶质的化学式为_________,其物质的量 之比为_________。
现有①H2SO4 ②酒精 ③液氨 ④纯碱固体 ⑤熔融的氢氧化钠 ⑥水银 ⑦三氧化硫 ⑧澄清石灰水 ⑨氯化钠溶液 ⑩CaCO3固体,其中属于盐的是(填序号,下同)_________, 属于酸性氧化物的是_________,能导电的是_____________,属于电解质的是________。
已知在25℃时,醋酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如下表:
醋酸 |
碳酸 |
亚硫酸 |
Ka= 1.75×10-5 |
Ka1= 4.30×10-7Ka2 = 5.61×10-11 |
Ka1= 1.54×10-2 Ka2 = 1.02×10-7 |
(1)写出碳酸的第一步电离平衡常数表达式:Ka1 = 。
(2)在相同条件下,试比较H2CO3、HCO3-和HSO3-的酸性强弱: > > 。
(3)下图表示常温时稀释醋酸、碳酸两种酸的稀溶液时,溶液PH随水量的变化
①图像中,曲线I表示的酸是 (填化学式)。
②A、B、C三点中,水的电离程度最大的是 (填字母)。
某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况,进行了如下实验。用pH计测定25 ℃时不同浓度的醋酸的pH,其结果如下:
醋酸浓度/mol·L-1 |
0.001 0 |
0.010 0 |
0.020 0 |
0.100 0 |
0.200 0 |
pH |
3.88 |
3.38 |
3.23 |
2.88 |
2.73 |
回答下列问题:
(1)写出醋酸的电离方程式:__________________________。
(2)醋酸溶液中存在的微粒有__________________________。
(3)根据表中数据,可以得出醋酸是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是__________________。
(4)从表中的数据,还可以得出另一结论:随着醋酸浓度的减小,醋酸的电离程度(选填“增大”“减小”或“不变”)__________。
(5)常温常压下,在 pH =5的稀醋酸溶液中,c(CH3COO-)= (精确值,用表达式表示)。
(6)下列方法中,可以使0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液中CH3COOH电离程度增大的是 。
a.加入少量0.10 mol·L-1的稀盐酸
b.加入少量冰醋酸
c.加入少量氯化钠固体
d.加热CH3COOH溶液
e.加入Zn粒
f.加入少量0.10 mol·L-1的CH3COONa溶液
工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ/mol
某小组研究在同温度下反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应。数据如下:
容器编号 |
起始时各物质物质的量/mol |
达到平衡的时间/min |
达平衡时体系能量的变化/kJ |
||||
CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
||||
① |
1 |
4 |
0 |
0 |
t1 |
放出热量:32.8 kJ |
|
② |
2 |
8 |
0 |
0 |
t2 |
放出热量:Q |
|
(1)该反应过程中,反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化学键形成时所释放的总能量。
(2)容器①中反应达平衡时,CO的转化率为 %。
(3)计算容器②中反应的平衡常数K= 。
(4)下列叙述正确的是 (填字母序号)。
a.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
b.容器②中反应达平衡状态时,Q > 65.6 kJ
c.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
d.容器①中,反应的化学反应速率为:v(H2O)=4/Vt1mol/(L·min)
(5)已知:2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)ΔH=-484kJ/mol,
写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式: 。