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(1)常温下,将 2种一元酸分别和NaOH溶液等体积混合,实验数据如下:
组别 一元酸 NaOH 混合溶液的pH
c(HX)=0.1mol/L c(NaOH)=0.1mol/L pH=9
c(HY)=c1mol/L c(NaOH)=0.1mol/L pH=7
①甲组实验中混合溶液中离子浓度由大到小顺序为
 

由水电离出的 c(OH-)=
 
mol/L.
②乙组实验中HY为强酸,则 HY溶液的c1
 
(填“<”,“=”或“>”)0.1mol/L.
(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题.
某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况和n(NO)/n(CO)比例变化情况如图.

①为达到NO转化为N2的最佳转化率,应该选用的温度和n(NO)/n(CO)比例分别为
 
 

②用 CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物生成无污染的物质.CH4与NO发生反应的化学方程式为
 

(3)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数 (Κ).
温 度 250℃ 300℃ 350℃
Κ 2.041 0.270 0.012
①由表中数据判断△H
 
0 (填“>”、“=”或“<”).
②某温度下,将 2mol CO和 6mol H2 充入2L的密闭容器中,充分反应 10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则此时的温度为
 
℃.
③请在下列坐标中的画出②中求得温度下CO、H2和 CH30H的浓度随时间变化的曲线,并进行适当的标注.
考点:酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算,化学平衡常数的含义,物质的量或浓度随时间的变化曲线,转化率随温度、压强的变化曲线,化学平衡的计算
专题:化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题
分析:(1)①酸和碱恰好反应,根据溶液的酸碱性确定盐的类型,明确“谁强谁先性”的规律;溶液中弱根离子能水解导致溶液呈一定的酸碱性,再结合阴阳离子所带电荷相等对溶液中离子进行排序,根据氢离子浓度计算氢氧根离子浓度,溶液中的氢氧根离子就是水电离出的;
②混合溶液呈中性,说明酸和碱恰好反应,再根据酸的强弱确定其物质的量浓度;
(2)①根据图象分析n(NO)/n(CO)=1时,在相同温度下氮气的转化率最高;n(NO)/n(CO)=1时,温度在900K左右氮气的转化率最高;
②根据 CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物生成无污染的物质可知,CH4与NO发生反应生成二氧化碳和氮气;
(3)①根据表中数据可知,温度升高,平衡常数K减小减小该反应的焓变;
②根据根据题中数据计算出平衡浓度,再根据平衡常数表达式计算出平衡常数,然后根据计算结果确定反应温度;
③根据反应前一氧化碳、氢气、甲醇达到浓度及达到平衡时各组分的浓度,画出该温度下CO、H2和 CH30H的浓度随时间变化的曲线.
解答: 解:(1)①根据表中数据可知,等体积、等浓度的HX与氢氧化钠溶液反应后生成NaX,溶液显示碱性,说明HX为弱电解质,X-离子在溶液中部分水解,所以反应后的溶液中离子浓度大小关系:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+);NaX为强碱弱酸盐,溶液中的氢氧根离子是水电离的,所以水电离的氢氧根离子浓度为:c(OH-)=1×10-5mol/L,
故答案为:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+);1×10-5
②HY为强电解质,酸和碱都是一元的,等体积时反应后的溶液pH=7,说明两溶液的物质的量浓度相等,即c1=0.1mol/L,故答案为:=;
(2)①根据图象可知,n(NO)/n(CO)比例为1时,氮气的转化率最高;n(NO)/n(CO)=1时,温度在900K左右,氮气的转化率最高,故答案为:900K;1;
②CH4与NO发生反应生成无污染的二氧化碳和氮气,反应的化学方程式为CH4+4NO=2N2+CO2+2H2O,故答案为:CH4+4NO=2N2+CO2+2H2O;
(3)①升高温度,平衡向吸热方向移动,根据表格知,温度越高,化学平衡常数越小,说明平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应,即△H<0,
故答案为:<;
②反应前c(CO)=1mol/L、c(H2)=3mol/L,
            CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
反应前(mol/L) 1       3          0       
转化(mol/L)   0.8    1.6        0.8
平衡时(mol/L) 0.2    1.4        0.8
平衡常数K=
0.82
0.2×1.42
≈2.04,所以该反应温度为:250℃;
故答案为:250;
③反应开始前,c(CO)=1mol/L、c(H2)=3mol/L、c(CH3OH)=0,达到平衡时,c(CO)=0.2mol/L、c(H2)=1.4mol/L、c(CH3OH)=0.8mol/L,所以该温度下CO、H2和 CH30H的浓度随时间变化的曲线为
故答案为:
点评:本题考查了酸碱混合时溶液pH的简单计算、溶液中离子浓度大小比较、化学平衡常数的概念及计算、化学平衡的计算等知识,题目难度较大,注意掌握影响化学平衡的因素、化学平衡常数的概念及计算方法,试题充分培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

下列各组中的离子能在溶液中大量共存的是(  )
A、Na+、Ba2+、Cl-、CO32-
B、K+、H+、NO3-、HCO3-
C、Mg2+、H+、SO42-、NO3-
D、Na+、H+、Cl-、SiO32-

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科目:高中化学 来源: 题型:

在0.1mol/L CH3COONa溶液中,各离子的浓度关系正确的是(  )
A、c(CH3COO-)=0.1mol/L
B、c(OH-)=c(H+
C、c(OH-)>c(H+
D、c(OH-)<c(H+

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科目:高中化学 来源: 题型:

醋酸是日常生活中最常见的调味剂和重要的化工原料,醋酸钠、醋酸铵是其常见的盐,已知醋酸铵溶液呈中性.请回答:
(1)常温下,向 1L 0.1mol/L的醋酸溶液中加入0.1mol醋酸钠固体,则醋酸的电离平衡向
 
(填“正”或“逆”)反应方向移动,溶液中
c(CH3COO-)?c(H+)
c(CH3COOH)
的值
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).此时测得溶液pH<7,则溶液中各离子浓度的大小顺序是
 

(2)下列说法中,正确的是
 
(填字母);
a.CH3COOH 溶液加水稀释后,溶液中
c(CH3COOH)
c(CH3COO-)c(H+)
的值减小
b.NaCl 溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同
c.升高温度可以促进醋酸电离,也能够促进醋酸钠水解
(3)常温下a mol/L CH3COOH稀溶液和b mol/L KOH稀溶液等体积混合,下列判断一定错误的是
 

a.若c(OH-)>c(H+),a=b                 
b.若c(K+)>c(CH3COO-),a>b
c.若c(OH-)=c(H+),a>b                 
d.若c(K+)<c(CH3COO-),a<b.

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科目:高中化学 来源: 题型:

(1)写出下列物质的结构简式.
ɑ-氨基苯丙酸
 


(2)请用系统命名法命名下列有机化合物:
 

 

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科目:高中化学 来源: 题型:

尿素的生产通常是在高温高压的条件下,经历两步反应实现:
化学方程式 焓变
△H/kJ?mol-1
活化能E/kJ?mol-1
甲铵生成 2NH3(1)+CO2(1)?NH4COONH2(1) -100.5 101.2
甲铵脱水 NH4COONH2(1)?(NH22CO(1)+H2O(1) +27.6 189.1
已知甲铵生成反应一般情况下几乎能够完全进行.请回答下列问题:
(1)甲铵脱水反应随着温度的升高,该反应平衡常数
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).尿素合成的总反应速率取决于甲铵
 
(填“生成”或“脱水”)反应(提示:多步反应的总速率取决于慢反应).
(2)2NH3(1)+CO2(1)?(NH22CO(1)+H2O(1)△H=
 
kJ?mol-1.对于液相反应常用某组分B达到平衡时的物质的量分数x(B)表示平衡常数(记作Kx),则该反应的平衡常数表达式Kx=
 

(3)尿素合成过程中通过控制温度、NH3和CO2的物质的量比(氨碳比a)、生成物H2O和反应物CO2的物质的量比(水碳比)等因素来提高CO2的转化率.

①如图1是在其他因素一定,不同氨碳比条件下CO2平衡转化率与温度的关系图.下列说法正确的是
 

A.CO2平衡转化率随着温度的升高而增大
B.工业生产尿素常采取通入大量的氨气来提高CO2平衡转化率.
C.图中CO2平衡转化率先增大,是因为此温度范围对甲铵脱水反应影响较大;后减小,是因为过高的温度促使甲铵生成反应向逆向移动.
D.过高的水碳比不利于尿素的合成,应不断将生成的水脱离反应体系.
②如图2是在氨碳比均为4,190℃和220℃时的水碳比对CO2平衡转化率的影响.在图2中画出此氨碳比下180℃的变化趋势示意图.

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科目:高中化学 来源: 题型:

A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大;A元素的原子是半径最小的原子;B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物反应生成一种盐X;D与A同主族,且与E同周期;E元素的最外层电子数是其次外层电子数的
3
4
倍,A、B、D、E这四种元素,每一种与C元素都能形成元素的原子个数比不相同的若干种化合物.请回答下列问题
(1)写出下列元素的元素符号:B
 
,D
 

(2)E的最高价态与A、B、C三种元素形成酸式盐Y的化学式是
 
,该盐在水溶液中的离子浓度由大到小的顺序是
 

(3)常温时,B元素的最高价氧化物对应水化物Z的溶液与盐X的溶液的pH均为a,这两种溶液中由水电离出来的H+浓度分别用c(H+1、c(H+2表示,则c(H+1:c(H+2=
 

(4)B的氢化物跟水反应生成M的水溶液与D的最高价氧化物对应水化物N的水溶液均具有
 
(酸或碱)性,为了证明M与N酸性或碱性的相对强弱,请你写出操作步骤,实验现象和实验结论
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

如图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图.

注射器1中抽取了100mL CO2,U型管中装有适量小玻璃珠和约1.5g Na2O2粉末.实验开始时,打开K1、K2、K4止水夹,关闭K3止水夹,推动注射器1活塞,缓缓将CO2压至U型管,注射器2活塞缓缓向外移动.回答下列问题:(本题不考虑注射器内壁的摩擦阻力)
(1)U型管内的玻璃珠并不参与反应,其所起的作用除防止过氧化钠粉末被吹走外,另一个重要作用是
 

(2)U型管中可观察到的反应现象是
 

(3)注射器I活塞推到底后,注射器2中收集到的气体大于50mL,其原因除可能仍还含CO2外,还有一个重要原因是
 

(4)为了使剩余气体中二氧化碳能反应完,接下来的操作是
 

(5)要证明反应产物之一为氧气,最为方便的实验方法是
 

(6)本实验结束后固体产物板结,难以从U型管中取出,为了要证明固体产物中含有碳酸盐,实验时还需要从如图示仪器和试剂中选择
 
(填字母).当装置和药品都安装完毕后,接下来的操作步骤是
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

常温下,将一定浓度的某一元酸HA和0.1mol?L-1NaOH溶液等体积混合后,下列说法正确的是(  )
A、若pH=7,HA的浓度一定为0.1 mol?L-1
B、若pH=7,A-的浓度可能小于Na+的浓度
C、若pH<7,溶液中的微粒浓度关系为[Na+]=[HA]+[A-]
D、若pH=12,且HA为强酸时,HA的浓度应为0.08 m01.L-1

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