NO | N2 | CO2 | |
0 | 0.100 | 0 | 0 |
10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
20 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
30 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
40 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
50 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
分析 (1)①依据图表数据,平衡状态物质的平衡浓度为,c(NO)=0.04mol/L;c(N2)=0.03mol/L;c(CO2)=0.03mol/L;结合化学平衡常数概念是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积计算得到;
②依据图表数据计算分析判断,30min时改变某一条件,反应重新达到平衡,依据平衡常数计算得到c(N2)=0.034mol/L;c(CO2)=0.017mol/L;c(NO)=0.032mol/L,计算平衡常数结合化学平衡移动原理分析判断;
③依据平衡浓度之比和30min前达到的平衡浓度比较分析平衡移动方向,结合平衡移动原理判断反应热量变化;
(2)依据热化学方程式和盖斯定律计算(①+②+③×4)÷2得到所需热化学方程式;
(3)①该复合肥含有N、P元素,为磷酸铵或磷酸一氢铵或磷酸二氢铵;
②氨水与SO2恰好完全反应生成正盐,则反应生成亚硫酸铵,根据电离平衡常数判断离子的水解平衡常数,根据水解程度相对大小确定溶液的酸碱性;
(4)由图可知,左室投入水,生成氧气与氢离子,催化剂a表面发生氧化反应,为负极,右室通入二氧化碳,酸性条件下生成HCOOH;
计算水解平衡常数Kh,再根据Ka=$\frac{Kw}{Kh}$计算.
解答 解:(1)①平衡状态物质的平衡浓度为,c(NO)=0.04mol/L;c(N2)=0.03mol/L;c(CO2)=0.03mol/L;K=$\frac{c(C{O}_{2})c({N}_{2})}{{c}^{2}(NO)}$=$\frac{0.03×0.03}{0.042}$=0.56;
故答案为:0.56;
②30min时改变某一条件,反应重新达到平衡,依据平衡常数计算得到c(N2)=0.034mol/L;c(CO2)=0.017mol/L;c(NO)=0.032mol/L;K=$\frac{c(C{O}_{2})c({N}_{2})}{{c}^{2}(NO)}$=$\frac{0.034×0.017}{0.0322}$=0.56,化学平衡常数随温度变化,平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度;依据数据分析,氮气浓度增大,二氧化碳和一氧化氮浓度减小,反应前后气体体积不变,所以可能是减小二氧化碳浓度;故答案为:减小CO2的浓度;
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,和图表数据分析判断,平衡逆向进行,由平衡移动原理可知,升温平衡向吸热反应方向进行,所以正反应为放热反应;反应的△H<0,故答案:<;
(2)①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-1
依据盖斯定律(①+②+③×4)÷2得到:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-955 kJ•mol-1;
故答案为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-955 kJ•mol-1;
(3)①该复合肥含有N、P元素,为磷酸铵或磷酸一氢铵或磷酸二氢铵,化学式分别为(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4,
故答案为:(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4;
②铵根离子的水解平衡常数K=$\frac{c({H}^{+})c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}{c(N{{H}_{4}}^{+})}$=$\frac{Kw}{K(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}$,亚硫酸根离子水解平衡常数K′=$\frac{c(O{H}^{-})c(HS{{O}_{3}}^{-})}{c(S{{O}_{3}}^{2-})}$=$\frac{Kw}{K(HS{{O}_{3}}^{-})}$,
一水合氨的电离平衡常数大于亚硫酸氢根离子的电离 平衡常数,所以铵根离子的水解平衡常数小于亚硫酸根离子水解平衡常数,则亚硫酸根离子水解程度大于铵根离子水解程度,所以溶液呈碱性,
故答案为:碱;
(4)由图可知,左室投入水,生成氧气与氢离子,催化剂a表面发生氧化反应,为负极,右室通入二氧化碳,酸性条件下生成HCOOH,电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH,
常温下,0.1mol/L的HCOONa溶液pH为10,溶液中存在HCOO-水解HCOO-+H2O?HCOOH+OH-,故Kh=$\frac{1{0}^{-4}×1{0}^{-4}}{0.1-1{0}^{-4}}$=10-7,则HCOOH的电离常数Ka=$\frac{Kw}{Kh}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-7}}$=10-7,
故答案为:CO2+2H++2e-=HCOOH;10-7.
点评 本题考查了热化学方程式和盖斯定律的计算应用,化学平衡的影响因素分析化学平衡移动原理的应用,平衡常数计算判断,原电池原理的应用和电极反应书写,题目难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
物质 | 相对分子质量 | 沸点(℃) | 密度(g•cm-3、20℃) | 溶解性 |
环己醇 | 100 | 161.1 | 0.9624 | 能溶于水和醚 |
环己酮 | 98 | 155.6 | 0.9478 | 微溶于水,能溶于醚 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 钠和镁分别与冷水反应,判断金属活动性强弱 | |
B. | 铁投入CuSO4溶液中,能置换出铜,钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜,判断钠与铁的金属活动性强弱 | |
C. | 酸性H2CO3<H2SO4,判断硫与碳的非金属活动性强弱 | |
D. | Br2与I2分别与足量的H2反应,判断溴与碘的非金属活动性强弱 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 原子半径:A>B>C>D | |
B. | 元素金属性:B>A,元素非金属性:D>C | |
C. | 离子半径:D(n+1)->Cn->B(n+1)+>An+ | |
D. | 原子序数:b>a>c>d |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 正极反应式为:O2+2H2O+4e-═4OH- | |
B. | 工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量不变 | |
C. | 该燃料电池的总反应方程式为:2H2+O2═2H2O | |
D. | H2通入的一极为正极 |
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