應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理知識解決下列問題
(1)某溫度下純水中c (H+) = 2.0×10-7 mol·L-1,則此純水中的c (OH-) = 。
(2)將某CH3COOH溶液稀釋10倍,則稀釋后的溶液中c(H+) 原來的十分之一(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)0.1 mol·L-1的下列溶液①HCl、②CH3COOH、③CH3COONa、④FeCl3、⑤NaOH,其中pH最大的是 (填序號);實驗室配制的氯化鐵溶液顯弱酸性的原因: (用離子方程式表示)。
(4)一定條件下22g二氧化碳氣體與足量氫氣反應(yīng)生成氣態(tài)甲醇(CH3OH)和水蒸氣時,放出247.5kJ熱量,其反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。
(1)2.0×10-7 mol·L-1(1分) (2)大于 (2分)
(3)⑤ (2分) Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ (3分)
(4)CO2(g)+3 H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g ) △H=-495.0kJ·mol-1 (3分)
解析試題分析:(1)由于在任何的純水中,水電離出的氫離子濃度總是等于水電離出的OH-濃度,因此某溫度下純水中c (H+)=2.0×10-7 mol·L-1,則此純水中的c (OH-)=2.0×10-7 mol·L-1。
(2)醋酸是弱酸,存在電離平衡CH3COOHCH3COO-+H+。稀釋促進電離,溶液中氫離子的物質(zhì)的量增大,所以將某CH3COOH溶液稀釋10倍,則稀釋后的溶液中c(H+)大于原來的十分之一。
(3)HCl是強酸,酸性最強,pH最小。CH3COOH是弱酸,溶液顯酸性,pH小于7。CH3COONa是強堿弱酸鹽,CH3COO-水解,溶液顯堿性,pH大于7。FeCl3是強酸弱堿鹽,鐵離子水解溶液顯酸性,pH小于7。NaOH是強堿,溶液的堿性最強,pH最大,因此pH最大的是⑤;FeCl3是強酸弱堿鹽,鐵離子水解溶液顯酸性,離子方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
(4)22g二氧化碳的物質(zhì)的量=22g÷44g/mol=0.5mol,此時反應(yīng)放出的熱量是247.5kJ,則1molCO2參加反應(yīng)放出的熱量是247.5kJ×2=495.0kJ,因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3 H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g ) △H=-495.0kJ·mol-1。
考點:考查水的電離、鹽類水解、稀釋對電離平衡的影響、溶液pH大小比較以及熱化學(xué)方程式的書寫
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法,發(fā)生的主要反應(yīng)為:Fe2O3(s)+3CO(g)??2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH=a kJ·mol-1。
(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)=2Fe(s)+3CO(g)
ΔH1=+489.0 kJ·mol-1;
②C(s,石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1。則a=________。
(2)冶煉鐵反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=________,溫度升高后,K值________(填“增大”、“不變”或“減小”)。
(3)在T ℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64,在2 L恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質(zhì),反應(yīng)經(jīng)過一段時間后達到平衡。
| Fe2O3 | CO | Fe | CO2 |
甲/mol | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
乙/mol | 1.0 | 2.0 | 1.0 | 1.0 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
實施以減少能源浪費和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對全球氣候問題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇;ば袠I(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求,依靠理論知識做基礎(chǔ)。試運用所學(xué)知識,解決下列問題:
(1)已知某反應(yīng)的平衡表達式為:它所對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為:_____________________________
(2)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);ΔH=-90.8 kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5 kJ/mol
③CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g);ΔH=-41.3 kJ/mol
總反應(yīng):3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH="__________" ,
二甲醚(CH3OCH3)直接作燃料電池具有啟動快,效率高等優(yōu)點,若電解質(zhì)為酸性,該電池的負極反應(yīng)為_____________________________。
(3)煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實際問題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進入反應(yīng)器時,會發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放,還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
(1)有科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H="-76.0" kJ·mol一1
①上述反應(yīng)中每生成1 mol Fe3O4,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______mol。
②已知:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H="+113.4" kJ·mol一1,則反應(yīng):3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
(2)在一定條件下,二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下:CO2(g)+4 H2 (g) C H4 (g)+2 H2O(g),向一容積為2 L的恒容密閉容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃時發(fā)生上述反應(yīng),達到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為CO2 0.2 mol·L一1,H2 0.8 mol·L一1,CH40.8 mol·L一1,H2O1.6 mol·L一1。則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為________。300 ℃時上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________________。200℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8,則該反應(yīng)的△H_____(填“>’’或“<”)O。
(3)華盛頓大學(xué)的研究人員研究出一種方法,可實現(xiàn)水泥生產(chǎn)時CO2零排放,其基本原理如
圖所示:
①上述生產(chǎn)過程的能量轉(zhuǎn)化方式是____________________。
②上述電解反應(yīng)在溫度小于900℃時進行,碳酸鈣先分解為CaO和CO2,電解質(zhì)為熔融碳酸鈉,則陽極的電極反應(yīng)式為___________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途,工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性炭催化下合成。
(1)氯氣工業(yè)上來源于氯堿工業(yè),氯堿工業(yè)的化學(xué)方程式為
(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO和H2,已知CH4、H2和CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3 kJ/mol、-285.8kJ/mol和-283.0 kJ/mol,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:_____ _____;
(3)COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g) Cl2(g) + CO(g) △H =" +108" kJ/mol。反應(yīng)體系達到平衡后,各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COCl2濃度變化曲線來示出):
①計算反應(yīng)在第8 min時的平衡常數(shù)K = __________(保留小數(shù)點后兩位數(shù)字)
②比較第2 min反應(yīng)溫度T(2)與第8 min反應(yīng)溫度(T8)的高低:T(2)____T(8)(填“<”、 “>”或“=”);
③若12 min時反應(yīng)于溫度T(8)下重新達到平衡,則此時c(COCl2) = ______mol/L;
④比較產(chǎn)物CO在2~3 min、5~6 min和12~13 min時平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以V(2—3)、 V(5—6)、 V(l2-13)表示]的大小____________;
⑤反應(yīng)物COCl2在5-6 min和15-16 min時平均反應(yīng)速率的大小為:V(5-6) > V(15-16),原因是__ _____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1mol SO2(g)氧化為1mol SO3(g)的ΔH= —99kJ·mol-1。請回答下列問題:
(1)圖中A、C分別表示 、 ,E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱 (填“有”或“無”)影響。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中B點 (填“升高”還是“降低”),△H (填“變大”、“變小”或“不變”),理由是 。
(2)圖中△H= KJ·mol-1。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氨是最重要的化工產(chǎn)品之一。
(1)合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為 。
(2)CO對合成氨的催化劑有毒害作用,常用乙酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來吸收原料氣中CO,其反應(yīng)原理為:[Cu(NH3)2CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3]CH3COO·CO(l) △H<0。吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當(dāng)處理后又可再生,恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用,再生的適宜條件是 __________(填寫選項編號)。
A.高溫、高壓 B.高溫、低壓 C.低溫、低壓 D.低溫、高壓
(3)用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應(yīng)為:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0。某溫度下,向容積為100L的密閉容器中通入4mol NH3和2molCO2,該反應(yīng)進行到40 s時達到平衡,此時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為________。下圖中的曲線表示該反應(yīng)在前25 s內(nèi)的反應(yīng)進程中的NH3濃度變化。若反應(yīng)延續(xù)至70s,保持其它條件不變情況下,請在圖中用實線畫出使用催化劑時該反應(yīng)的進程曲線。
(4)將尿素施入土壤后,大部分是通過轉(zhuǎn)化為碳酸銨或碳酸氫銨后才被作物所利用,尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下,轉(zhuǎn)化為碳酸銨。已知弱電解質(zhì)在水中的電離平衡常數(shù)(25℃)如下表:
弱電解質(zhì) | H2CO3 | NH3·H2O |
電離平衡常數(shù) | Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11 | 1.77×10-5 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
2013年12月2日,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭將“嫦娥三號”探月衛(wèi)星成功送入太空,進一步向廣寒宮探索!伴L征三號甲”是三級液體助推火箭,一、二級為常規(guī)燃料,常規(guī)燃料通常指以肼(N2H4)為燃料,以二氧化氮做氧化劑。
Ⅰ.常規(guī)燃料通常指以肼(N2H4)為燃料,以二氧化氮做氧化劑。但有人認為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑,反應(yīng)釋放的能量更大(兩者反應(yīng)生成氮氣和氟化氫氣體)。
已知:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H = -543kJ·mol-1
H2(g)+ F2(g) = HF(g) △H = -269kJ·mol-1
H2(g)+ O2(g) = H2O(g) △H = -242kJ·mol-1
請寫出肼和氟氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_____________________________。
Ⅱ.氧化劑二氧化氮可由NO和 O2生成,已知在2 L密閉容器內(nèi),800 ℃時反應(yīng):
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH 的體系中,n(NO)隨時間的變化如表:
時間(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.200 | 0.100 | 0.080 | 0.050 | 0.050 | 0.050 |
n(O2)(mol) | 0.100 | 0.050 | 0.040 | 0.025 | 0.025 | 0.025 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
SO2和NOx在化學(xué)工業(yè)上有重要用途,也是大氣污染的主要來源,開發(fā)和利用并重,預(yù)防和治理并舉是當(dāng)前工業(yè)上和環(huán)境保護領(lǐng)域研究的主要課題之一。
(1)在接觸法制硫酸的過程中,發(fā)生2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0反應(yīng),某溫度下,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關(guān)系如下圖所示,根據(jù)圖示回答下列問題:
①平衡狀態(tài)由A到B時,平衡常數(shù)K(A) K(B)(填“>”、“<”或“=”);
②將2.0molSO2和1.0molO2置于10L的密閉容器中,若40s后反應(yīng)達到平衡,此時體系總壓強為0.10MPa,這一段時間內(nèi)SO2的平均反應(yīng)速率為 。
該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 。
(2)用CH4催化還原NOx可消除氮的氧化物的污染,例如:CH4(g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol—1
CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol—1
取標準狀況下4.48LCH4并使之完全反應(yīng):
①若將NO2還原至N2,整個過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 ;
②若還原NO2和NO的混合物,放出的總熱量Q的取值范圍是 。
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