(17分)合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实。
(1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
H=-92.2kJ·mol-1。在一定条件下反应时,当电子转移3mol时,放出的热量为 。
(2)合成氨混合体系在平衡状态时NH3的百分含量与温度的关系如下图所示。由图可知:
①温度T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2(填“>”或“<”)。若在恒温、恒压条件下,向平衡体系中通入氦气,氮气的平衡转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②T2温度时,在1L的密闭容器中加入2.1mol N2、l.5molH2,经10min达到平衡,则v(NH3)= 。达到平衡后,如果再向该容器内通入N2、H2、NH3各0.4mol,则V正 V逆(填“>”或“<” 或“=”)。
(3)工业上用CO2和NH3反应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)H2O(1)+CO(NH2)2(1) △H,
在一定压强下测得如下数据:
①该反应破坏旧化学键吸收的能量 形成新化学键放出的能量,表中数据a d,b f(均选填“>”、“=”或“<”)。
②从尿素合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO2、NH3,应如何处理 。
新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2 ,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为________、________。
(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生.其中b电极上得到的是________,电解氯化钠溶液的总反应方程式为________;
(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),且反应完全,则最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。
(4)要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,粗铜板应与________极(填“A”或“B”)相连;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为_______________。
25 ℃时,用浓度为0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的三种酸HX、HY、HZ,滴定曲线如图所示。
(1)在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序是____________________。
(2)V(NaOH溶液)=20.00 mL时,[HY]________[Y-],当溶液pH=7时,HZ酸和HX酸所需NaOH溶液的体积关系是:HX酸________HZ酸。
(3)将上述HX、HY溶液等体积混合后,用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反应时,溶液中各离子浓度的大小关系为________。
(4)根据滴定曲线,可得Ka(HY)≈________。
已知25 ℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如下表:
弱酸化学式 |
HSCN |
CH3COOH |
HCN |
H2CO3 |
电离平衡常数 |
1.3×10-1 |
1.7×10-5 |
6.2×10-10 |
K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 |
回答下列问题:
(1)写出碳酸的第一级电离平衡常数表达式:K1=____________。
(2)等物质的量浓度的a.CH3COONa、b.NaCN、c.Na2CO3、d.NaHCO3溶液的pH由大到小的顺序为 ________(填字母)。
(3)常温下,0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是________(填序号)
A.[H+]B.[H+]/[CH3COOH] C.[H+]·[OH-]D.[OH-]/[H+]
(4)25 ℃时,将20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和20mL0.1 mol·L-1HSCN溶液分别与20 mL 0.1 mol·L-1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示:
反应初始阶段
两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是________________________。
反应结束后所得两溶液中,c(CH3COO-)________c(SCN-)(填“>”、“<”或“=”)
(5)体积均为100 mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,
则HX的电离平衡常数________(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数。理由是:_________________________。
稀释相同倍数后,HX溶液中水电离出来的c(H+)________醋酸溶液水电离出来c(H+)(填“大于”、“等于”或“小于”)理由是______________________________;
(6)25 ℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=________mol·L-1(填精确值),c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=________。
(7)写出少量CO2通入次氯酸钠溶液中的离子方程式________________________。
利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。已知:SO2(g)+O2(g)
SO3(g) ΔH=-98 kJ· mol-1。
(1)某温度下该反应的平衡常数K=,若在此温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g),则反应开始时v(正)________v(逆)(填“<”“>”或“=”)。
(2)一定温度下,向一带活塞的体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,达到平衡后容器体积变为1.6 L,则SO2的平衡转化率为________。
(3)在(2)中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是________(填字母)。
A.保持温度和容器体积不变,充入1.0 mol O2
B.保持温度和容器内压强不变,充入1.0 mol SO3
C.降低温度
D.移动活塞压缩气体
(4)二氧化硫的催化氧化原理为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应混合体系在平衡状态时SO3的百分含量与温度的关系如图所示。
下列说法错误的是________
A.在D点时v正<v逆
B.反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0
C.若B、C点的平衡常数分别为KB、KC,则KB>KC
D.恒温恒压下向平衡体系中通入氦气,平衡向左移动
下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4质量分数为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题:
①电源的N端为_______________________极;
②电极b上发生的电极反应为________________________;
③电极b上生成的气体在标准状况下的体积为__________L;
④电极c的质量变化是_________g;
⑤电解前后各溶液的pH是否发生变化:
甲溶液___________________________;
乙溶液___________________________;
丙溶液___________________________;
(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么? _______________________________。