(16分)I.合成氨的原料气H2可通过反应CO(g)+H2O(g) CO2 (g) +H2(g) 获取。
(1)T ℃时,向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08 mol·L-1,则平衡时CO的转化率为 ,该温度下反应的平衡常数K值为 。
(2)保持温度仍为T ℃,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入固定容器中进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是 (填序号)。
a.容器内压强不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d.混合气中n (CO) : n (H2O) : n (CO2) : n (H2) = 1 : 16 : 6 : 6
II.(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧实验中相关的反应有:
①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) △H1
②4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) △H2
③4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) △H3
请写出上述三个反应中△H1、△H2、△H3三者之间关系的表达式,△H1= 。
(2)美国Simons等科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法,其装置用铂作为电极、加入碱性电解质溶液,其电池反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O
①写出该燃料电池的正极反应式 。
②若用该燃料电池产生的电能在铁皮上镀锌(制白铁皮),某铁皮上现需要镀上9.75g锌,理论上至少需要消耗标准状况的氨气 L。
III.(1)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。由图可知Mg与卤素单质的反应均为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)金属Mg与CH3Cl在一定条件下反应可生成CH3MgCl,CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂,易与水发生水解反应并有无色无味气体和沉淀生成。写出CH3MgCl水解的化学方程式 。
25时,如果取0.1 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化不计),测得混合溶液的pH=8,试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=8的原因 (用离子方程式表示);
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+)__0.1 mol·L-1 NaOH溶液中由水电离出的c(H+);(填>、<、=)
(3)求出混合液中下列算式的精确计算结果(填具体数字):c (Na+)-c (A-)= mol·L-1;
(4)已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH 7 (填>、<、=);
(5)将相同温度下相同浓度的四种盐溶液:
A.NH4HCO3 | B.NH4A | C.(NH4)2SO4 | D.NH4Cl |
按pH由大到小的顺序排列 (填序号)
(1)常温下,将1 mL pH=1的H2SO4溶液加水稀释至100mL,稀释后的溶液中c(H+)/c(OH-)=___________________。
(2)某温度时,测得0. 01 mol·L-1的NaOH溶液的pH为11,则该温度下水的离子积常数KW=_______。该温度___________25℃。
(3)在(2)所述温度下,将pH=a的NaOH溶液VaL与pH=b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va:Vb=____________
②若所得混合液的州pH=10,且a=12,b=2,则Va:Vb=____________
铁铜单质及其化合物的应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体,为制取纯净的CuCl2•2H2O,首先将其制成水溶液,然后按照如图步骤进行提纯:
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表:
Fe3+ |
Fe2+ |
Cu2+ |
|
开始沉淀的pH |
1.9 |
7.0 |
4.7 |
完全沉淀的pH |
3.2 |
a |
6.7 |
请回答下列问题:
(1)化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10﹣5mol/L时,沉淀就达到完全。已知Fe(OH)2的Ksp约为1.0×10﹣15,则a= 。
(2)加入氧化剂的目的是 ,X应选择 。
A.K2Cr2O7 B.浓HNO3 C.H2O2 D.KMnO4
(3)加入的物质Y是 。
(4)设计实验从溶液Ⅲ中获得纯净的CuCl2•2H2O。简要描述实验步骤 。
已知某溶液中只存在OH-、H+、NH4+、Cl-四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有以下几种,请回答后面问题:
①c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) ②c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
③c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) ④c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)
(1)上述关系一定不正确的是 (填序号)。
(2)若溶液中只有一种溶质,则该溶质为 ,该溶液中离子浓度的大小关系为 (填序号)。
(3)若关系③正确,则溶液中溶质为 。
(4)若四种离子浓度关系有c(NH4+)=c(Cl-),则该溶液显 (填“酸性”、“碱性”、“中性”)。
(5)25℃,pH=a的盐酸VamL与pH=14-a的氨水VbmL混合,若溶液显中性,则Va Vb(填>、<、=、无法确定)。
右图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为:
2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O
(1)请回答图中甲、乙两池的名称。甲电池是 装置,乙池是 装置。
(2)请回答下列电极的名称:通入CH3OH的电极名称是 ,B(石墨)电极的名称是 。
(3)写出电极反应式:
通入O2的电极的电极反应式是 。
A(Fe)电极的电极反应式为 。
(4)乙池中反应的化学方程式为 。
(5)当乙池中A(Fe)极的质量增加5.40g时,甲池中理论上消耗O2 mL(标准状况下)