第二、三章阶段性综合复习训练
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列有关化学反应速率的说法正确的是
A.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B.的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.催化剂能降低分子活化时所需能量,使单位体积内活化分子数目大大增加
2.已知可逆反应: ,在某密闭体系中进行该反应,反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.为逆反应的活化能,为正反应的活化能
B.曲线Ⅱ使用了催化剂,降低了反应的焓变
C.,该反应为吸热反应
D.活化能越大,反应越容易进行
3.下列有关化学及应速率的说法中错误的是
A.决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质
B.同一化学反应,用不同物质的浓度变化所表示的化学反应速率的数值不一定相同
C.某些反应选用适当的催化剂,能降低反应所需活化能,可以降低反应所需的温度
D.对于反应单位时间内的化学反应速率有
4.在1100℃,一定容积的密闭容器中发生反应:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) △H=a kJ/mol(a >0),该温度下K=0.263,下列有关该反应的说法正确的是
A.若生成1 mol Fe,则吸收的热量小于a kJ
B.若升高温度,则正反应速率加快,逆反应速率加快,化学平衡逆向移动
C.若容器内压强不随时间变化,则可以判断该反应已达到化学平衡状态
D.达到化学平衡状态时,若c(CO)=0.100 mol/L,则c(CO2)=0.0263 mol/L
5.对已达平衡的下列反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g),若增大压强,则所产生的影响正确的是
A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.正、逆反应速率都增大,平衡不发生移动
C.正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
6.在一定条件下,某反应达到平衡时,平衡常数K=。恒容时,若温度适当降低,D的浓度增加。下列说法正确的是
A.减低温度,逆反应速率增大 B.该反应的焓变为正值
C.若增大c(A)、c(B),K值增大 D.该反应的化学方程式为:A(g)+B(g)C(g)+D(g)
7.一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生下列反应:2HI(g) H2(g)+I2(g)。若c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.08 mol·L-1时,需要20s,那么c(HI)由0.08mol·L-1降到0.07 mol·L-1时,所需反应的时间为
A.等于5 s B.等于10 s C.大于10 s D.小于10 s
8.80℃时,2 L密闭容器中充入0.40 mol N2O4,发生反应N2O4 2NO2 ΔH=+Q kJ·mol-1(Q>0),获得如表数据:
时间/s 0 20 40 60 80 100
c(NO2)/mol·L-1 0.00 0.12 0.20 0.26 0.30 0.30
下列判断正确的是
A.当温度不变时增大压强,该反应的平衡常数K减小
B.0~40 s内,N2O4的平均反应速率为0.005mol·L-1·s-1
C.反应达平衡时,吸收的热量为0.30Q kJ
D.100s后升高温度,体系颜色变浅
9.某固体混合物X,含有Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3和CuSO4中的几种,进行如下实验:
①X与水作用有气泡冒出,得到有色沉淀Y和弱碱性溶液Z;
②沉淀Y与NaOH溶液作用,无变化。
下列说法不正确的是
A.混合物X中必定含有Na2CO3,不含Al2(SO4)3
B.溶液Z中溶质主要是钠盐,且必含NaHCO3
C.灼烧沉淀Y,可能得到黑色物质
D.往溶液Z中加入Cu粉,若不溶解,说明X中不含FeCl3
10.室温时,将x mL pH=a 的稀KOH溶液与ymL pH=b的稀硝酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是
A.若x=y,且a + b = 14,则pH>7 B.若10x = y,且a + b = 13,则pH = 7
C.若ax=by,且a + b = 13,则pH=7 D.若x = 10y,且a + b = 14,则pH>7
11.下列实验中,由于错误操作导致所测出的数据一定偏低的是
A.用量筒量取一定体积液体时,俯视读出的读数
B.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,酸式滴定管未用标准盐酸润洗,所测出的碱液的浓度值
C.同一滴定实验,一般做三次,取三次实验的平均值进行计算,但某同学只做了一次
D.达到滴定终点时,俯视读数标准液滴定未知物质的量浓度的HCl溶液
12.NaClO2是一种高效漂白剂。在NaClO2溶液中存在ClO2、HClO2、ClO2、Cl-等,其中HClO2和ClO2都具有漂白作用,但ClO2是有毒气体。经测定,25℃时各组分含量随pH变化情况如图所示(Cl-没有画出)。则下列说法不正确的是
A.25℃时,HClO2的电离平衡常数Ka=1×10-6
B.当pH小于4时,溶液中存在c(ClO2)=4c(Cl-)
C.向NaOH溶液中逐滴滴加HClO2,水的电离程度先增大后减小
D.25℃时,浓度相等的HClO2溶液和NaClO2溶液等体积混合,pH=5.1,则混合溶液中有c(HClO2)+c(H+)=c(ClO)+c(OH-)
13.室温下,向某Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中逐滴加入BaCl2溶液,溶液中lgc(Ba2+)与的变化关系如图所示。下列说法错误的是
(已知:H2CO3的Ka1、Ka2分别为4.2×10-7、5.6×10-11)
A.a对应溶液的pH大于b
B.b对应溶液的c(H+)=5.6×10-13 mol·L-1
C.a对应的溶液中一定存在:2c(Ba2+)+c(Na+)+c(H+)=3c(HCO)+c(Cl-)+c(OH-)
D.a→b对应的溶液中不变
14.已知298 K时,,;,或。在含物质的量浓度相同的和的混合溶液中滴加溶液产生两种沉淀(温度升高,NiS、的均增大),298 K时,溶液中阳离子、阴离子浓度的负对数关系如图所示。下列说法错误的是
A.常温下的溶解度大于NiS的溶解度
B.向d点溶液中加入对应阴离子的钠盐,d点向b点移动
C.对于曲线Ⅰ,加热b点溶液(忽略水的蒸发),b点向c点方向移动
D.m为3.5且曲线Ⅱ对应的阴离子是
15.常温下,用10mL0.1mol·L-1Na2A溶液吸收H2A气体,吸收液的pH与的关系如图所示。下列说法正确的是
A.在R、S、T点对应溶液中,水的电离程度最小的是R点
B.常温下,H2A第二步电离的平衡常数为Ka2=1.0×10–6.2
C.T、S之间某点对应的溶液中存在:c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-)
D.T点对应的溶液中:c(Na+)>c(A2-)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-)
二、实验题
16.化学反应速率是描述化学反应进行快慢程度的物理量。下面是某同学测定化学反应速率并探究其影响因素的实验。
Ⅰ.测定化学反应速率
该同学利用如图装置测定化学反应速率。(已知:S2O32-+2H+===H2O+S↓+SO2↑)
(1)为保证实验准确性、可靠性,利用该装置进行实验前应先进行的步骤是_____________________;除如图装置所示的实验用品、仪器外,还需要的一件实验仪器是______________。
(2)若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体,可计算出该2 min内H+的反应速率,而该测定值比实际值偏小,其原因是________________________。
(3)试简述测定该反应的化学反应速率的其他方法:__________________(写一种)。
Ⅱ.为探讨化学反应速率的影响因素,设计的实验方案如下表。
(已知 I2+2S2O32-===S4O62-+2I-,其中Na2S2O3溶液均足量)
实验序号 体积V/mL 时间/s
Na2S2O3溶液 淀粉溶液 碘水 水
① 10.0 2.0 4.0 0.0 t1
② 8.0 2.0 4.0 2.0 t2
③ 6.0 2.0 4.0 Vx t3
(4)该实验进行的目的是_____________淀粉溶液的作用是____________。表中Vx==_______mL,比较t1、t2、t3大小,试推测该实验结论:___________________________
17.氧化还原滴定实验的原理与中和滴定相同(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0.001mol·L-1酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液,有关反应的离子方程式是2+5+H+=2Mn2++5+3H2O。请回答下列问题:
(1)该滴定实验所需仪器有______ (填序号)。
A.酸式滴定管(50mL) B.碱式滴定管(50mL) C.量筒(10mL) D.锥形瓶 E.铁架台 F.滴定管夹 G.烧杯 H.白纸 I.胶头滴管 J.漏斗
(2)不用_______(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放酸性KMnO4溶液的原因是_______。
(3)_______(填“需要”或“不需要”)选用指示剂,其理由是_______。
(4)滴定前平视酸性KMnO4溶液液面,刻度为amL,滴定后俯视液面,刻度为bmL,则(b-a)mL比实际消耗酸性KMnO4溶液的体积_______(填“大”或“小”,下同);根据(b-a)mL计算得到的待测液浓度比实际浓度_______。
三、原理综合题
18.近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:
(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
可知反应平衡常数K(300℃)____________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400℃)=____________(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是____________。
(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1,CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1,CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1,则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·mol-1。
(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是______________。(写出2种)
19.研究电解质在水溶液中的平衡能了解它的存在形式。
(1)已知部分弱酸的电离常数如下表:
弱酸 HF CH3COOH H2CO3 H2S
电离平衡常数(25℃) Ka=7.2×10-4 Ka=1.75×10-5 Ka1=4.30×10-7Ka2=5.61×10-11 Ka1=9.1×10-8Ka2=1.1×10-12
①写出H2S的Ka1的表达式:________________。
②常温下,浓度相同的三种溶液NaF、Na2CO3、CH3COONa,pH由大到小的顺序是___________。
③将过量H2S通入Na2CO3溶液,反应的离子方程式是_______________________________。
(2)室温下,用0.100 mol·L-1盐酸溶液滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1的氨水溶液,滴定曲线如图所示。
(忽略溶液体积的变化,①②填“>”“<”或“=”)
①a点所示的溶液中c (NH3·H2O)___________c (Cl-)。
②b点所示的溶液中c (Cl-)___________c (NH)。
③室温下pH=11的氨水与pH=5的NH4Cl溶液中,由水电离出的c (H+)之比为__________。
(3)雌黄(As2S3)可转化为用于治疗白血病的亚砷酸(H3AsO3)可以用于治疗白血病,其在溶液中存在多种微粒形态,各种微粒物质的量分数与溶液的pH 关系如下图所示:
①人体血液的pH在7.35 -7.45之间,用药后人体中含砷元素的主要微粒是_________ 。
②将KOH 溶液滴入亚砷酸溶液,当pH 调至11 时发生反应的离子方程式是_________。
③下列说法正确的是_________(填字母序号)
a.n(H3AsO3)∶n(H2AsO)=1∶1时,溶液显碱性
b.pH=12时,溶液中c(H2AsO)+2c(HAsO)+3c(AsO)+c(OH-)=c(H+)
c.在K3AsO3溶液中,c(AsO)>c(HAsO)>c(H2AsO)
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.D
【详解】A.浓硫酸具有强氧化性,常温下,与铁发生钝化反应,不生成氢气,选项A错误;
B.盐酸跟锌片反应的实质为氢离子与锌的反应,加入氯化钠溶液,溶液体积增大,浓度减小,反应速率减小,选项B错误;
C.升高温度,活化分子的百分数增加,反应速率增大,选项C错误;
D.催化剂能降低分子活化时所需能量,使单位体积内活化分子数目大大增加,反应速率加快,选项D正确。
答案选D。
2.C
【详解】A.由图象可知,为正反应的活化能,为逆反应的活化能,A项错误;
B.催化剂能降低反应的活化能、不能改变反应的焓变,B项错误;
C.与的差值是该反应的焓变,该差值为正值,故该反应为吸热反应,C项正确;
D.活化能越大,反应越难进行,D项错误;
答案选C。
3.D
【详解】A.化学反应速率的大小首先由反应物本身的性质决定,浓度、温度等外界条件能影响化学反应速率,A正确;
B. 同一化学反应,用不同物质的浓度变化所表示的化学反应速率的数值不一定相同,但是数值之比等于化学计量数之比,B正确;
C.适当的催化剂,能降低反应所需活化能、能大幅度增加化学反应速率,因此可以降低反应所需的温度,C正确;
D. 结合选项B、对于反应单位时间内的化学反应速率有,D不正确;
答案选D。
4.D
【详解】A.焓变大于0为吸热反应,根据热化学方程式可知生成1 mol Fe,则吸收的热量为a kJ,A错误;
B.该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,B错误;
C.该反应是反应前后气体体积相等的反应,在任何时刻都存在容器内压强不随时间变化,因此压强不变不能作为判断该反应达到化学平衡状态的标志,C错误;
D.该反应平衡常数K=,所以c(CO)=0.100 mol/L,则c(CO2)=Kc(CO)= 0.263×0.1mol/L=0.0263 mol/L,D正确。
故选D。
5.B
【详解】该反应为气体体积不变的可逆反应,增大压强,各物质浓度均增大,且增大的程度一样,所以正逆反应速率都加快,加快的程度也一样,平衡不移动,答案选B。
6.B
【详解】A.降低温度,活化分子百分数减小,正逆反应速率都减小,A错误;
B.若温度适当降低,D的浓度增加,说明平衡逆向移动,则正反应为吸热反应,该反应的焓变大于0,B正确;
C.平衡常数只与温度有关,温度不变则平衡常数不变,C错误;
D.根据平衡常数只能确定该反应中的气态反应物和气态产物的系数,无法确定是否有非气态物质参与反应,则无法确定其反应方程式,D错误;
综上所述答案为B。
7.C
【详解】c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.08 mol·L-1时,需要20s,则该时间段的平均速率为,如果c(HI)由0.08mol·L-1降到0.07mol·L-1时平均反应速率仍为0.001mol·L-1·s-1,则所需时间为10s,但实际上浓度变小,反应速率变慢,所以所需时间要大于10s,故C正确;
故选C。
8.C
【详解】A. 反应的平衡常数只受温度影响,当温度不变增大压强时,该反应的平衡常数K不变,A错误;
B. 0~40 s内,N2O4的平均反应速率,B错误;
C. 由表格中信息可知,80s已处于平衡,物质的量与热量成正比,则反应达平衡时,吸收的热量为 , C正确;
D. 100s后升高温度,平衡朝吸热方向移动,即右移,二氧化氮浓度增大,体系颜色变深,D错误;
答案选C。
9.D
【分析】由固体混合物X与水作用有气泡冒出可知,X中一定含有Na2CO3,由得到有色沉淀Y和弱碱性溶液Z,沉淀Y与NaOH溶液作用无变化可知,X中一定不含有Al2(SO4)3,至少还有FeCl3和CuSO4中的一种或两种,Na2CO3在溶液中发生双水解反应生成二氧化碳和碳酸氢钠,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,混合物X中必定含有Na2CO3,不含Al2(SO4)3,A正确;
B.由分析可知,Na2CO3在溶液中发生双水解反应生成二氧化碳和碳酸氢钠,则溶液Z中溶质主要是钠盐,且必含NaHCO3,B正确;
C.沉淀Y可能为氢氧化铜,则灼烧氢氧化铜可以得到黑色氧化铜固体,C正确;
D.由分析可知,溶液Z中存在碳酸氢钠溶液,说明铁离子和铜离子与碳酸钠溶液完全反应,往溶液Z中加入Cu粉,铜粉一定不溶解,则依据铜粉不溶解无法判断X中是否含有氯化铁,D错误;
故答案为:D。
10.D
【分析】pH=a的稀KOH溶液中c(OH-)=10a-14mol/L,pH=b的稀硝酸中c(H+)=10-bmol/L,有,若二者恰好中和,应存在10a-14x=10-by,pH=7,若10a-14x>10-by,碱过量,溶液pH>7,否则小于7,以此解答该题。
【详解】A.若x=y,且a+b=14,则有=1,即酸碱恰好中和,溶液呈中性,pH=7,故A错误;
B.若10x=y,且a+b=13,则有=10a+b-15=0.01,即n(H+)>n(OH-),酸过量,pH<7,故B错误;
C.若ax=by,且a+b=13,则有=,因a>b,则酸过量,pH<7,故C错误;
D.若x=10y,且a+b=14,则有=10,则碱过量,pH>7,故D正确。
故选D。
11.D
【详解】A. 用量筒量取一定体积液体时,俯视读出的读数,会使所读取的数值大于液体的实际体积,浓度偏高,故A错误;
B. 用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,酸式滴定管未用标准盐酸润洗,会导致浓度偏低,所用体积增加,则测定结果偏高,故B错误;
C. 同一滴定实验,一般做三次,取三次实验的平均值进行计算,但某同学只做了一次,则测定结果可能偏低、也可能偏高,不能确定,故C错误;
D. 达到滴定终点时,俯视读数标准液滴定未知物质的量浓度的HCl溶液,所测出的体积数值偏低,故D正确;
故选D。
12.D
【详解】A.25℃时,HClO2的电离平衡常数:,故A正确;
B.当pH小于4时,溶液中存在ClO2,根据化合价的变化规律,化合价升高得到二氧化氯,一定有化合价降低的物质,即一定有Cl-存在,Cl元素变为ClO2化合价由+3价升高到+4价,Cl元素变为Cl-,降低到-1价,根据化合价升降总相等,可得c(ClO2)=4c(Cl-),故B正确;
C.酸或碱抑制水的电离,能够水解的盐促进水的电离,向NaOH溶液中逐滴滴加HClO2,水的电离程度先增大后减小,故C正确;
D.25℃时,浓度相等的HClO2溶液和NaClO2溶液等体积混合,pH=5.1,依据电中性原则有:,依据物料守恒有:,两式联立得,故D错误;
故答案为D。
13.B
【详解】A.温度不变水解平衡常数不变,,则横坐标数值越大,溶液中c(OH-)越小,溶液的pH值越小,则溶液的pH:a点大于b点,故A正确;
B.b点=2,则==,c(H+)=5.6×10-11×100=5.6×10-9,b对应溶液的c(H+)=5.6×10-9 mol·L-1,故B错误;
C.任何电解质溶液中都存在电荷守恒,a点横坐标等于0,说明,根据电荷守恒得2c(Ba2+)+c(Na+)+c(H+)=2++c(Cl-)+c(OH-),所以得2c(Ba2+)+c(Na+)+c(H+)=3c(HCO)+c(Cl-)+c(OH-),故C正确;
D. 温度不变电离平衡常数、水的离子积不变,则不变,故D正确;
故选B。
14.C
【分析】本题以向物质的量浓度相同的和的混合溶液中滴加溶液为素材,对难溶电解质的溶解平衡进行考查。
【详解】A.298 K时,,,NiS、属于同种类型,常温下的溶解度大于NiS的溶解度,A项正确;
B.,则曲线Ⅰ代表NiS,曲线Ⅱ代表,在d点溶液中存在溶解平衡:,加入,浓度增大,平衡逆向移动,浓度减小,d点向b点移动,B项正确;
C.对于曲线Ⅰ,加热b点溶液,NiS溶解度增大,和浓度均增大,b点向a点方向移动,C项错误;
D.曲线Ⅱ代表,a点溶液中,,,,且对应的阴离子是,D项正确。
故选C。
15.B
【详解】A.没有通入H2A气体时溶液中水的电离程度最大,随着H2A气体的通入,溶液的pH逐渐减小,水的电离程度逐渐减小,则水的电离程度:TB.S点溶液中,则,,故B正确;
C.T、S之间溶液的pH<6.2,溶液呈酸性,则c(OH-)D.T点对应溶液的pH=5.2,溶液呈酸性,则c(OH-)<c(H+),此时,则c(A2-)<c(HA-),故D错误;
故选B。
16. 检查装置的气密性 秒表 SO2会部分溶于水,导致所测得SO2体积偏小 测定一段时间内生成硫单质的质量或测定一定时间内溶液H+浓度的变化等 探究反应物浓度(Na2S2O3)对化学反应速率的影响 作为显色剂,检验I2的存在 4.0 其他条件不变,反应物浓度越大,化学反应速率越大
【详解】(1)任何测量气体体积的装置在反应前都应该检测装置的气密性;测量反应速率时相应测量时间,因此除如图装置所示的实验用品外,还需要的一件实验用品是秒表。
(2)由于SO2会部分溶于水,所以实际得到的气体体积偏小,则测定值比实际值偏小。
(3)由于反应中还有单质S沉淀产生,所以利用该化学反应,还可以通过测定一段时间内生成硫沉淀的质量来测定反应速率。
(4)根据表中数据可知三次实验中实际改变的是硫代硫酸钠的浓度,故该实验的目的是探究反应物浓度(Na2S2O3)对化学反应速率的影响。由于碘遇淀粉显蓝色,因此从反应原理看,可以采用淀粉作指示剂,根据碘水的淀粉溶液蓝色完全褪色所需时间来测定反应速率。为保持其他量相同,溶液的总体积是16ml,所以表中Vx=16ml—6ml—2mol—4ml=4mL。反应物浓度越大,反应速率越快。
17.(1)ABDEFGH
(2) 碱 酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶管
(3) 不需要 被还原为Mn2+时紫红色褪去
(4) 小 小
【分析】(1)
因酸性KMnO4溶液具有强氧化性,能氧化橡胶,因此盛放酸性KMnO4溶液应用酸式滴定管,Na2SO3溶液呈碱性,应用碱式滴定管量取,除此之外还需铁架台、滴定管夹、锥形瓶、烧杯、白纸,故答案为:ABDEFGH;
(2)
不用碱(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放酸性KMnO4溶液的原因是酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶管。故答案为:碱;酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶管;
(3)
不需要(填“需要”或“不需要”)选用指示剂,其理由是被还原为Mn2+时紫红色褪去。故答案为:不需要;被还原为Mn2+时紫红色褪去;
(4)
滴定前平视酸性KMnO4溶液液面,刻度为amL,滴定后俯视液面,刻度为bmL,读数偏小,则(b-a)mL比实际消耗酸性KMnO4溶液的体积小(填“大”或“小”,下同);根据(b-a)mL计算得到的待测浓度,造成V(标准)偏小,根据c(待测)=×,c(待测)偏小。故答案为:小;小。
18. 大于 O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低 ﹣116 增加反应体系压强、及时除去产物
【分析】(1)结合图象可知,进料浓度比相同时,温度越高HCl平衡转化率越低,说明该反应为放热反应,升高温度平衡向着逆向移动,温度越高平衡常数越小;进料浓度比c(HCl):c(O2)的比值越大,HCl的平衡转化率越低,根据图象可知,相同温度时HCl转化率最高的为进料浓度比c(HCl):c(O2)=1:1,该曲线中400℃HCl的平衡转化率为84%,
4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)
初始 c0 c0 0 0
平衡 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0
转化c0-0.84c0 c0-0.21c0 0.42c0 0.42c0
带入K=计算即可;
进料浓度比c(HCl):c(O2)过低时,O2浓度较大,Cl2和O2分离能耗较高;进料浓度比c(HCl):c(O2)过高时,O2浓度过低,HCl的转化率减小;
(2)①CuCl2(s)═CuCl(s)+Cl2(g)△H1=83kJ mol-1,②CuCl(s)+O2(g)═CuO(s)+Cl2(g)△H2=-20kJ mol-1,③CuO(s)+2HCl(g)═CuCl2(s)+H2O(g)△H3=-121kJ mol-1,根据盖斯定律,(①+②+③)×2可得4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g),据此计算该反应的△H;
(3)4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)为气体体积缩小的放热反应,若要提高HCl的转化率,需要使平衡向着正向移动,结合平衡移动原理分析。
【详解】(1)根据反应方程式知,HCl平衡转化率越大,平衡常数K越大,结合图象知升高温度平衡转化率降低,说明升高温度平衡向逆反应方向进行,则K(300℃)>K(400℃);
由图象知,400℃时,HCl平衡转化率为84%,用三段式法对数据进行处理得:
起始(浓度) c0 c0 0 0
变化(浓度) 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0
平衡(浓度)(1-0.84)c0 (1-0.21)c0 0.42c0 0.42c0
则K=;根据题干信息知,进料浓度比过低,氧气大量剩余,导致分离产物氯气和氧气的能耗较高;进料浓度比过高,HCl不能充分反应,导致HCl转化率较低;
(2)根据盖斯定律知,(①+②+③)×2得 H=( H1+ H2+ H3)×2=-116kJ·mol-1;
(3)若想提高HCl的转化率,应该促使平衡正向移动,该反应为气体体积减小的反应,根据勒夏特列原理,可以增大压强,使平衡正向移动;也可以及时除去产物,减小产物浓度,使平衡正向移动。
【点睛】勒夏特列原理为:如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,但影响因素不能完全被消除;使用勒夏特列原理时,必须注意研究对象必须为可逆反应,否则勒夏特列原理不适用,特别是改变平衡移动的因素不能用平衡移动原理解释,如催化剂的使用只能改变反应速率,不改变平衡移动,无法用勒夏特列原理解释。
19. Ka1= Na2CO3>CH3COONa>NaF H2S+ =+HS- < = 1: 106 H3ASO3 H3ASO3+OH-=H2AsO+H2O ac
【分析】(1)①H2S第一步电离生成硫氢根离子和氢离子;②由表格中数据分析可知,酸性HF>CH3COOH >H2CO3>H2S>HCO>HS-,结合越弱越水解分析排序;③将过量H2S通入Na2CO3溶液,反应生成NaHS和NaHCO3;
(2)①a点溶液中溶质为等物质的量浓度的一水合氨和氯化铵,溶液呈碱性,据此分析判断;②b点溶液呈中性,结合电荷守恒判断;③氨水抑制水的电离、氯化铵促进水的电离,据此分析计算;
(3)根据图像分析不同pH时主要存在的微粒,结合溶液中的守恒关系分析解答。
【详解】(1)①H2S第一步电离生成硫氢根离子和氢离子,Ka1=,故答案为:Ka1=;
②由表格中数据分析可知,酸性HF>CH3COOH >H2CO3>H2S>HCO>HS-,可知对应盐的水解程度F-<CH3COO-<HCO<HS-<CO<S2-,浓度相同时溶液的碱性:NaF<CH3COONa<Na2CO3, pH由大到小的顺序是Na2CO3>CH3COONa>NaF,故答案为:Na2CO3>CH3COONa>NaF;
③将过量H2S通入Na2CO3溶液,由较强酸可以制较弱酸可知,反应生成NaHS和NaHCO3,反应的离子方程式为H2S+ =+HS-,故答案为:H2S+ =+HS-;
(2)①a点溶液中溶质为等物质的量浓度的一水合氨和氯化铵,溶液的pH>7,呈碱性,说明一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,氯离子不水解,结合物料守恒得c(NH3 H2O)<c(Cl-),故答案为:<;
②b点溶液的pH=7,呈中性,则c(OH-)=c(H+),溶液中存在电荷守恒c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(NH),则c(Cl-)=c(NH),故答案为:=;
③室温下pH=11的氨水中c(H+)=10-11mol/L,pH=5的NH4Cl溶液中c(H+)=10-5mol/L,氨水抑制水的电离、氯化铵促进水的电离,由水电离出的c(H+)之比=10-11mol/L∶10-5mol/L=10-6∶1,故答案为:10-6∶1(或1∶106);
(3)①由图像可知,pH在7.35-7.45之间,溶液中含砷元素的主要微粒是H3AsO3,故答案为:H3AsO3;
②将KOH 溶液滴入亚砷酸溶液,当pH 调至11时,亚砷酸与氢氧根离子反应生成H2AsO,反应的离子方程为:H3AsO3+OH-=H2AsO+H2O,故答案为:H3AsO3+OH-=H2AsO+H2O;
③a.n(H3AsO3)∶n(H2AsO)=1∶1时,溶液的pH=9,所以溶液显碱性,故a正确;b.pH=12时,溶液显碱性,则c(OH-)>c(H+),所以c(H2AsO)+2c(HAsO)+3c(AsO)+c(OH-)>c(H+),故b错误;c.在K3AsO3溶液中,存在三步水解,以第一步水解为主,第一步水解生成HAsO,第二步水解生成H2AsO,则c(AsO)>c(HAsO)>c(H2AsO),故c正确,故答案为:ac。
【点睛】明确电离平衡常数与酸性强弱的关系是解本题关键。(1)③中离子方程式的书写为解答本题的易错点。
答案第1页,共2页
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