Question

【题目】合成氨工业上常用下列方法制备H2：

方法I:C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)

方法Ⅱ:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

(1)已知

①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=一394 kJ·mol一1

②2C(s,石墨)+O2(g)=2CO(g) △H2=一222 kJ·mol-1

③2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H3=一484 kJ·mol-1

试计算25℃时由方法Ⅱ制备1 000 g H2所放出的能量为______________。

(2)在一定的条件下，将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器，发生反应C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)。其相关数据如下表所示：

①T1____T2(填“>”“=”或“<”)；T1℃时，该反应的平衡常数K=______________。

②乙容器中，当反应进行到1.5 min时，H2O(g)的物质的量浓度范围是__________。

③在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是____________(填序号)。

A．V逆(CO2)=2V正(H2)

B．混合气体的密度保持不变

C．c(H2O)：c(CO2)：c(H2)=2：1：2

D．混合气体的平均摩尔质量保持不变

(3) 现有0.175 mol/L 醋酸钠溶液500 mL(已知醋酸的电离平衡常数K=1.75×10-5)。

①下列图像能说明醋酸钠的水解反应在t1时刻达到平衡的是________(填序号，下同)。

A．溶液中c(Na+)与反应 时间t的关系

B．CH3COO一的水解速率与反应时间t的关系

C ．溶液的pH与反应时间t的关系

D．K与反应时间t的关系

②在醋酸钠溶液中加入下列少量物质，水解平衡向正反应方向移动的有_____________ 。

A．冰醋酸B．纯碱固体c．醋酸钙固体D．氯化铵固体

(4)在醋酸钠溶液中加入少量冰醋酸后，溶液中微粒浓度的关系式能成立的有________。

A．c(CH3COO一)+c(CH3COOH)>c(Na+)

B．c(Na+)> c(CH3COO一)>c(H+)>c(OH一)

C．c(CH3COO一)> c(Na+)> c(H+)>c(OH一)

D．c(CH3COO一)>c c(H+)>c(OH一)> c(Na+)

(5)欲配制0．175 mol/L醋酸钠溶液500 mL，可采用以下两种方案：

方案一：用托盘天平称取_________g无水醋酸钠，溶于适量水中，配成500 mL溶液。

方案二：用体积均为250 mL且浓度均为_____________的醋酸与氢氧化钠溶液混合而成(设混合后的体积等于混合前两者体积之和)。在室温下，0.175 mol/L醋酸钠溶液的pH约为_______________。

Answer 1

【答案】 20500 KJ > 12．8 大于 0.8mol/L 小于1．4 mol/L BD BC CD AC 7.2 0.35mol/L 9

【解析】(1)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的，△H=△H1-△H2-△H3=-394kJmol-1-(-111kJmol-1)-(-242kJmol-1)=-41kJmol-1，所以制备1000g H2所放出的能量为20500kJ，故答案为：20500 kJ；

(2)①如果两者温度相等，甲相对乙，甲平衡时H2(g)平衡量为2.4mol，而是3.2，说明温度改变平衡正向移动，而正反应为吸热反应，所以T1＞T2；

由表中数据可知，平衡时氢气的物质的量为3.2mol，则：

C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)

开始(mol)：2400

转化(mol)：1.63.21.63.2

平衡(mol)：0.40.81.63.2

平衡常数K= = =12.8，故答案为：＞；12.8；

②3min内水蒸气的浓度变化量=氢气的浓度变化量的= =1.2mol/L，随反应进行，物质的浓度降低，反应速率变小，故前1.5min水的浓度变化量大于后1.5min水的浓度变化量，故反应进行到1.5min时，H2O(g)的物质的量浓度小于2mol/L-1.2mol/L× =1.4mol/L，但需要大于平衡时的0．8mol/L，故答案为：0．8mol/L ＜c(H2O)＜1.4mol/L；

③A．V逆(CO2)= V逆(H2)=2V正(H2)，正逆速度不等，故不选；B混合气体的密度保持不变，说明气体质量不变，正逆速度相等，故选；C．c(H2O)：c(CO2)：c(H2)=2：1：2，而不是不变，故不选；D．混合气体的平均相对分子质量未平衡时在变，现在保持不变，说明已达平衡状态，故选；故选BD；

(3)①A．钠离子不水解，所以浓度始终不变，故A错误；B．醋酸根离子开始时水解速率最大，后逐渐减小，平衡时不再变化，故B正确；C．随着水解的逐渐进行，pH逐渐增大，平衡时不再变化，故C正确；D．KW是一温度常数，温度不变，KW不变，故D错误；故选BC；

②A．加入冰醋酸溶液中醋酸浓度增大，平衡左移，故A错误；B．加入纯碱固体，对平衡体系的离子浓度无影响，平衡不移动，故B错误；C．加入醋酸钙固体，溶液在醋酸根离子浓度增大，平衡右移，故C正确；D．加入氯化铵固体，铵根离子与水解生成的氢氧根离子结合成一水合氨，使溶液中氢氧根离子浓度减小，平衡右移，故D正确；故选CD；

(4)A．加入冰醋酸，使醋酸根离子浓度增大，但钠离子浓度不变，所以存在c(CH3COO-)+c(CH3COOH)＞c(Na+)，故A正确；B．加入少量冰醋酸，平衡左移，醋酸根离子浓度增大，大于钠离子浓度，故B错误；C．加入冰醋酸，当溶液中醋酸浓度较大时，醋酸的电离大于醋酸根离子的水解程度，醋酸根离子浓度增大，溶液呈酸性，故C正确；D．无论是否电离程度大于水解程度，都不会存在c(OH-)＞c(Na+)，故D错误；故选AC；

(5)有m=nM=cVM=0.175mol/L×0.5L×82g/mol=7.175g，所以托盘天平称量的质量为7.2g，醋酸与氢氧化钠等浓度等体积混合，混合后的溶液浓度减半为0.175mol/L，所以原来的浓度为0.35mol/L，故答案为：7.2；0.35mol/L。