【題目】C、S和Cl元素的單質(zhì)及化合物在工業(yè)生產(chǎn)中的有效利用備受關(guān)注。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)已知:Ⅰ.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=2H2SO4(aq)ΔH1;
Ⅱ.Cl2(g)+H2O(l)HCl(aq)+HClO(aq)ΔH2;
Ⅲ.2HClO(aq)=2HCl(aq)+O2(g)ΔH3;
SO2(g)+Cl2(g)+2H2O(l)=2HCl(aq)+H2SO4(aq)
ΔH4=____________________(用含有ΔH1、ΔH2和ΔH3的代數(shù)式表示)。
(2)25℃時(shí),H2SO3溶液中各含硫微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ)與溶液pH的變化關(guān)系如圖甲所示。
已知25℃時(shí),NaHSO3的水溶液pH<7,用圖中的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算解釋原因_____________________________________________________。
(3)NaClO2是一種綠色消毒劑和漂白劑,工業(yè)上采用電解法制備NaClO2的原理如圖乙所示。
①交換膜應(yīng)選用____________________(填“陽(yáng)離子交換膜”或“陰離子交換膜”)。
②陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_____________________________________。
(4)一定溫度下,向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2,發(fā)生反應(yīng)2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)ΔH=-270kJ/mol,若反應(yīng)進(jìn)行到20min時(shí)達(dá)到平衡,測(cè)得CO2的體積分?jǐn)?shù)為0.5,則前20min的反應(yīng)速率v(CO)=______________,該溫度下化學(xué)平衡常數(shù)K=____________(L·mol-1)
(5)在不同條件下,向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2,反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖丙所示:
①圖丙中三組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí),v(CO)最大的為__________(填字母序號(hào))。
②與實(shí)驗(yàn)a相比,c組改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是_____________________________________。
【答案】 由圖中數(shù)據(jù)可以計(jì)算出Ka2(H2SO3)=10-7.2,Ka1(H2SO3)=10-1.9,的水解常數(shù)是10-12.1,電離程度大于水解程度,溶液顯酸性 陽(yáng)離子交換膜 2Cl--2e-===Cl2↑ 0.03mol·L-1·min-1 11.25 b 升高溫度
【解析】
(1)利用蓋斯定律同向相加,異向相減的原則計(jì)算ΔH4=;
(2)根據(jù)圖像pH=1.9時(shí),Ka1(H2SO3)==10-1.9,則HSO3-的水解平衡常數(shù)Kh==10-12.1,根據(jù)pH=7.2,計(jì)算Ka2=c(H+)=10-7.2,然后比較電離程度與HSO3-的水解程度的大小,確定溶液酸堿性;
(3)分析圖像中的反應(yīng)物和產(chǎn)物,可以看出左側(cè)由ClO2制備NaClO2,需要Na+從右側(cè)到左側(cè),所以判定交換膜為陽(yáng)離子交換膜;
(4)根據(jù)已知條件,列“三段式”:根據(jù)平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù),計(jì)算出平衡CO、SO2、CO2的物質(zhì)的量濃度,計(jì)算出平衡常數(shù);
(5)根據(jù)反應(yīng)前后單位時(shí)間內(nèi)總壓強(qiáng)的變化,比較反應(yīng)速率的快慢。
(1)Ⅰ.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=2H2SO4(aq)ΔH1;Ⅱ.Cl2(g)+H2O(l)HCl(aq)+HClO(aq) ΔH2;Ⅲ.2HClO(aq)=2HCl(aq)+O2(g) ΔH3;由蓋斯定律:×(Ⅰ+Ⅱ×2+Ⅲ) 得,SO2(g)+Cl2(g)+2H2O(l)=2HCl(aq)+H2SO4(aq) ΔH4=;
(2)由圖中的數(shù)據(jù)計(jì)算的H2SO3電離平衡常數(shù)Ka1、Ka2,當(dāng)pH=7.2時(shí),c(HSO3-)=c(SO32-),Ka2==c(H+)=10-7.2;當(dāng)pH=1.9時(shí),c(HSO3-)=c(H2SO3),Ka1==10-1.9,所以HSO3-的水解平衡常數(shù)= Kh==10-12.1
(3)①由ClO2 →NaClO2可知,氯元素的化合價(jià)降低,所以ClO2得到電子發(fā)生還原反應(yīng),即A電極為陰極,電極反應(yīng)式為ClO2 +e-=ClO2-,ClO2-結(jié)合Na+生成NaClO2,所以Na+由陽(yáng)極區(qū)移向陰極區(qū),則離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜;
②陽(yáng)極區(qū)Cl-失去電子生成氯氣,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑;
(4)令反應(yīng)中二氧化硫的變化量為x mol/L,根據(jù)化學(xué)方程式方程式,列出反應(yīng)的三段式:
由于二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為0.5,則,x=0.3,所以v(CO)= =0.03mol·L-1·min-1;平衡常數(shù): ;
(5)①實(shí)驗(yàn)c由175kPa起始,達(dá)到平衡所需時(shí)間為455min,實(shí)驗(yàn)a與實(shí)驗(yàn)b相比,所以b達(dá)到平衡所用的時(shí)間更短,單位時(shí)間內(nèi)總壓強(qiáng)的變化分別為,實(shí)驗(yàn)b:
,實(shí)驗(yàn)c:,所以實(shí)驗(yàn)b的反應(yīng)速率更快,即v(CO)最大的為b;
②與實(shí)驗(yàn)a相比,實(shí)驗(yàn)c達(dá)到平衡所需時(shí)間更短,所以速率加快,根據(jù)反應(yīng)方程式2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)ΔH=-270kJ/mol,改變條件后,壓強(qiáng)增大,說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),因?yàn)樵摲磻?yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故改變的條件可能是升高溫度。
【點(diǎn)晴】
在比較弱酸的酸式鹽的溶液呈酸性或堿性時(shí),考生應(yīng)結(jié)合題中圖像信息,找到關(guān)鍵的幾個(gè)特殊點(diǎn),計(jì)算出電離平衡常數(shù)和水解平衡常數(shù),如果弱酸的酸式根離子的電離平衡常數(shù)大于弱酸的酸式根離子的水解平衡常數(shù),則溶液呈酸性;若弱酸的酸式根離子的電離平衡常數(shù)小于弱酸的酸式根離子的水解平衡常數(shù),則溶液呈堿性。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在25℃時(shí),將1.0L c mol·L-1 CH3COOH溶液與0.1mol NaOH固體混合,使之充分反應(yīng)。然后向該混合溶液中通入HCl氣體或加入NaOH固體(忽略體積和溫度變化),溶液pH隨通入(或加入)物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A. 水的電離程度:a>b>c
B. c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的混合溶液中:c(CH3COOH)>c(Na+)>c(OH-)
C. a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的混合溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)
D. 該溫度下,CH3COOH的電離平衡常數(shù)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】每次取20 g海水,嚴(yán)格按照過(guò)濾、蒸發(fā)、冷卻、稱量、計(jì)算的實(shí)驗(yàn)步驟規(guī)范操作,連續(xù)實(shí)驗(yàn)三次,平均得固態(tài)鹽a g。該海水中含氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是( )
A.大于5a%
B.小于5a%
C.等于5a%
D.無(wú)法判斷
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列事實(shí)不能用勒夏特列原理解釋的是
A. 實(shí)驗(yàn)室可以用排飽和食鹽水的方法收集氯氣
B. 將銅粉和鋅粉混合后放入稀硫酸中,產(chǎn)生氣體的速率比不加銅粉快
C. 高壓有利于工業(yè)上合成氨
D. 打開汽水瓶時(shí),瓶中立即泛起大量泡沫
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下,下列有關(guān)敘述正確的是
A. 向0.1 mol·L1 Na2CO3溶液中通入適量CO2氣體后:c(Na+)=2[c()+c()+c(H2CO3)]
B. 常溫下,pH=6的NaHSO3溶液中:c()c(H2SO3)=9.9×107 mol·L1
C. 等物質(zhì)的量濃度、等體積的Na2CO3和NaHCO3混合:<
D. 0.1 mol·L1 Na2C2O4溶液與0.1 mol·L1 HCl溶液等體積混合(H2C2O4為二元弱酸):2c()+c()+c(OH)=c(Na+)+c(H+)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用雙線橋法標(biāo)出下列反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。
(1)4HCl(濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O_________________
(2)2KClO32KCl+3O2↑__________
(3)Cl2+2NaOH===NaClO+NaCl+H2O__________
(4)2H2O22H2O+O2↑__________
(5)S+2H2SO4(濃)3SO2↑+2H2O__________
(6)6HCl+KClO3===3Cl2↑+KCl+3H2O__________
(7)3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O__________
(8)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑__________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】綜合利用海水制備金屬鎂的流程如圖所示,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題:
(1)貝殼主要成分的化學(xué)式是__。
(2)第②步是用生石灰和水反應(yīng)制取石灰乳(主要成分是氫氧化鈣)請(qǐng)寫出制取石灰乳的化學(xué)方程式:__,基本反應(yīng)類型是__。
(3)第③步是將沉淀出的氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:__,該反應(yīng)基本類型是__。
(4)第④步是無(wú)水MgCl2在熔融狀態(tài)下,通電后會(huì)產(chǎn)生Mg和Cl2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:___,反應(yīng)基本類型是__。
(5)要使海水中MgCl2完全轉(zhuǎn)化為沉淀Mg(OH)2,加入石灰乳的量應(yīng)過(guò)量,確定海水中的MgCl2已全部轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2的方法:取上層清液少量,向其中加入氫氧化鈉溶液,觀察到__。
(6)海水中本來(lái)就有氯化鎂,請(qǐng)分析從海水中制取MgCl2時(shí),要經(jīng)歷“MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2”的轉(zhuǎn)化原因:__。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行,初始時(shí)向容器里充入4molSO2和2mol18O2,在T1和T2溫度下,SO3的物質(zhì)的量與時(shí)間關(guān)系如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)后18O原子存在于哪些物質(zhì)中___(填化學(xué)式)。
(2)上述反應(yīng)的溫度T1___ T2(填“>”“<”或“=”)。
(3)若溫度T2時(shí),5min后反應(yīng)達(dá)到平衡,SO2的轉(zhuǎn)化率為90%,則:
①平衡時(shí)體系內(nèi)所含物質(zhì)總的物質(zhì)的量為___。
②平衡時(shí)SO3的濃度為___。
③下列說(shuō)法不正確的是___。
A.如在該反應(yīng)體系中加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎,可加快化學(xué)反應(yīng)速率
B.其它條件相同時(shí),該反應(yīng)在T1時(shí)生成SO3的速率比T2時(shí)的小
C.該反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),體系內(nèi)各組分的體積分?jǐn)?shù)保持不變
D.若密閉容器中混合氣體密度不變,則該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將0.5 mol鈉、0.5 mol鎂分別放入20 mL 1 mol·L-1的鹽酸中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.鈉與鹽酸反應(yīng)比鎂劇烈B.鎂與鹽酸反應(yīng)比鈉劇烈
C.反應(yīng)結(jié)束時(shí)鈉、鎂都有剩余D.反應(yīng)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的氣體一樣多
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