25℃时,电离平衡常数:
化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
电离平衡常数 | 1.8×10﹣5 | K1=4.3×10﹣7 K2=5.6×10﹣11 | 3.0×10﹣8 |
回答下列问题:
(1)物质的量浓度为0.1mol/L的下列四种物质:a.Na2CO3,b.NaClO,c.CH3COONa d.NaHCO3;pH由大到小的顺序是:________________;(填编号)
(2)体积为10mLpH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL,稀释过程pH变化如图.则HX的电离平衡常数_____________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的平衡常数;理由是_________________,稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+)_______醋酸溶液水电离出来c(H+)(填“大于”、“等于”或“小于”)理由是:_______________________;
(3)25℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得混合液pH=6,则溶液中c(CH3COO﹣)﹣c(Na+)=____________________.(填准确数值).
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(6分)某课外活动小组同学用如图装置进行实验,试回答下列问题。
(1)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应式为 。
总反应的离子方程式为 。
有关上述实验,下列说法正确的是(填序号) 。
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质相同的状态(质量和浓度均相同)
④若标准状况下B极产生2.24 L气体,则电路中转移0.2 mol电子
(2)若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应式为
。
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[化学——选修3:物质结构与性质]金属钛(Ti)被誉为21世纪金属,具有良好的生物相容性,它兼具铁的高强度和铝的低密度,其单质和化合物具有广泛的应用价值.氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金的代替品.以TiCl4为原料,经过一系列反应可以制得Ti3N4和纳米TiO2(如图1).
图中的M是短周期金属元素,M的部分电离能如下表:
I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | |
电离能/kJ•mol﹣1 | 738 | 1451 | 7733 | 10540 | 13630 |
请回答下列问题:
(1)Ti的基态原子外围电子排布式为_____________.
(2)M是_____(填元素符号),该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积,配位数为_____。
(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图2所示.化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子有__ 个,化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为________________。
(4)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似,如图3所示,该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm,则该氮化钛的密度为____________________g•cm﹣3(NA为阿伏加德罗常数的值,只列计算式)。该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有__________。
(5)科学家通过X﹣射线探明KCl、MgO、CaO、TiN的晶体与NaCl的晶体结构相似.且知三种离子晶体的晶格能数据如下:
离子晶体 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/kJ•mol﹣1 | 786 | 715 | 3401 |
KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为_____________________.
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碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC),是一种无毒、用途广泛的化工原料,被誉为当今有机合成的“新基石”。
(1)浙江大学用甲醇、CO、O2在常压、70~120℃和催化剂的条件下合成DMC的研究开发。已知:
(ⅰ)CO的标准燃烧热:283.0 kJ•mol﹣1,
(ⅱ)1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44kJ的热量
(ⅲ)2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) △H=﹣15.5kJ•mol﹣1
则2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g) CH3OCOOCH3(g)+ H2O(l) △H=______.
该反应在常压和70~120℃条件下就能自发反应的原因是___________________.
(2)甲醇和CO2可直接合成DMC:
2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g),但由于甲醇转化率通常不会超过1%,因此制约该反应走向工业化生产.
①写出该反应平衡常数表达式:______________________________.
②在恒容密闭容器中发生上述反应,能说明已达到平衡状态的是__________(选填编号)。
A.v正(CH3OH)=2v逆(CO2) B.CH3OCOOCH3与H2O的物质的量之比保持不变
C.容器内气体的密度不变 D.容器内压强不变
③某研究小组在某温度下,在100mL恒容密闭容器中投入2.5mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10﹣5 mol催化剂,研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响,其变化曲线如图所示。(计算公式:TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量)在该温度下,最佳反应时间是_____;4~10h内DMC的平均反应速率是_______.
④如果在其它条件不变的情况下,研究反应温度对甲醇转化数(TON)的影响,请在图的坐标系中画出从投入反应物开始,随着反应温度不断升高(不考虑温度对催化剂活性的影响),TON变化的曲线示意图(假设起始温度为T0℃)__________________.
⑤假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高TON值的是______.
A.往反应体系中添加催化剂 B.往反应体系中添加吸水剂
C.从反应体系中分离出CO2 D.扩大容器的体积.
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电化学在我们的工业生产、生活中发挥着越来越大的作用。根据题给信息,回答问题:
(1)电化学降解法治理硝酸盐污染的工作原理如图所示。
①A为直流电源的______极。
②Ag-Pt电极发生的电极反应为______。
③当阳极室溶液质量减少45g,则阴极室溶液质量减少__g。
(2)某工业废水中含有一定浓度的Ni2+和Cl-,现采用双膜三室电沉积法回收Ni2+。根据图甲、图乙所给信息回答下列问题:
①交换膜a是____(填“阴离子”“阳离子”)交换膜。
②根据图乙分析,pH过高或过低,镍的回收率都低的原因:_____。
③当浓缩室得到1L0.6mol/L盐酸时,转移电子____mol。
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CO、CO2是火力发电厂释放出的主要尾气,为减少对环境造成的影响,发电厂试图采用以下方法将其资源化利用,重新获得燃料或重要工业产品。
(1)CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下,向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化剂的作用下发生反应:CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) ΔH = a kJ/mol反应过程中测定的部分数据如下表:
①反应0~2min末的平均速率v(COCl2)=__________mol/(L·min)。
②在2min~4min间,v(Cl2)正______v(Cl2)逆 (填“>”、“=”或“<”), 该温度下K =______。
③已知X、L可分别代表温度或压强,下图表示L一定时,CO的 转化率随X的变化关系。
X代表的物理量是__________;a_________0 (填“>”,“=”,“<”)。
(2)在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体:2CO(g)+2NO(g)2CO2 (g)+N2 (g) ΔH=-748 kJ·mol-1
①一定条件下,单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。温度高于710K时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是____________________。
②已知:测定空气中NO和CO含量常用的方法有两种,方法1:电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示,则工作电极的反应式为______________________;方法2:氧化还原滴定法。用H2O2溶液吸收尾气,将氮氧化物转化为强酸,用酸碱中和滴定法测定强酸浓度。写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式_______________。
(3)用CO和H2可以制备甲醇,反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8mol,当有0.5mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是_______________。
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2015年8月12日天津港特大爆炸事故,再一次引发了人们对环境问题的关注。据查危化仓库中存有大量的钠、钾、白磷(P4)、硝酸铵和氰化钠(NaCN)。
(1)白磷有毒能和氯酸溶液发生氧化还原反应:3P4+10HClO3+18H2O=10HCl+12H3PO4,该反应的氧化产物是 ,若有1 mol P4参加反应转移电子为 mol。
(2)氰化钠(NaCN)是一种化工原料,用于基本化学合成、电镀、冶金和有机合成医药、农药及金属处理等方面。
①已知:25℃时,HCN的电离平衡常数Ka=6.2×10-10,H2CO3在25℃时的电离平衡常数是Ka1= 4.5×10-7、Ka2= 4.7×10-11,则向NaCN溶液通入少量CO2反应方程式是: 。
②常温下,氰化钠能与过氧化氢溶液反应,生成碳酸氢钠和能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,大大降低其毒性。该反应的化学方程式是: 。
③电解法可以处理空气中的氮氧化物,用如右图示电解池,将NOx在电解池中分解成无污染的N2和O2除去,两电极间是固体氧化物电解质,在一定条件下可自由传导O2-,电解池阴极反应为 。
(3)①传统工业上利用氨气可以合成尿素。主要反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H= -159.47 kJ·mol-1
NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=" +72.49" kJ·mol-1
反应2NH3(g)+ CO2(g)= CO(NH2)2(s)+H2O(g)的△H= kJ·mol-1
②工业上用氨气制备硝酸,将一定质量的铜粉加入到100mL某浓度的稀硝酸中充分反应后,容器中剩余m1g铜粉,此时共收集到NO气体448mL(标准状况)。然后向上述混合物中加入稀硫酸至不再产生NO为止,容器剩余铜粉m2g,则m1-m2为 。
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铬、钼、钨都是ⅥB族元素,且原子序数依次增大,它们的单质和化合物在生活、生产中有广泛应用。
铬元素的最高化合价为________;基态钼原子的核外电子排布类似于基态铬原子,其原子核外有________个未成对电子。
钼可作有机合成的催化剂。例如,苯甲醛被还原成环己基甲醇。
环己基甲醇分子中采取杂化的原子是________写元素符号。
环己基甲醇的沸点高于苯甲醛,其原因是________。
铬离子能形成多种配合物,例如。
已知配合物的中心粒子的配位数指配位原子总数。上述配合物中,的配位数为________。
上述配合物中的非金属元素按电负性由小到大的顺序排列为________。
铬的一种氧化物的晶胞结构如图所示。
该氧化物的化学式为________。
已知晶胞底面的边长为acm,晶胞的高为bcm,代表阿伏加德罗常数的值,该铬的氧化物的摩尔质量为。该晶体的密度为________用含a、b、和M的代数式表示。
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合理应用和处理氮的化合物,在生产生活中有重要意义。
(1)尿素[CO(NH2)2(s)]是一种高效化肥,也是一种化工原料。
①以尿素为原料在一定条件下发生反应:CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g) △H=+133.6kJ/mol。该反应的化学平衡常数的表达式K=_______________。关于该反应的下列说法正确的是______ (填序号)。
a.从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大
c.降低温度使尿素的转化率增大
②尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气,结合①中信息,尿素还原NO(g)的热化学方程式是______。
③密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料,在120℃、催化剂作用下反应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),混合气体中NH3的物质的量百分含量[ϕ(NH3)]随时间变化关系如图所示,则a点的正反应速率v正(CO2) ______b点的逆反应速率v逆(CO2) (填“>”、“=”或“<”);氨气的平衡转化率是______。
(2)NO2会污染环境,可用Na2CO3溶液吸收)NO2并生成CO2。已知9.2g NO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1 mol,此反应的离子方程式是____________________________________;恰好反应后,使溶液中的CO2完全逸出,所得溶液呈弱碱性,则溶液中离子浓度大小关系是c(Na+)>____________________。
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在一定温度下将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
(1)该反应的化学平衡常数表达式K=________。
(2)已知在700 ℃时,该反应的平衡常数K1=0.6,则该温度下反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K2=________,反应1/2CO2(g)+1/2H2(g) 1/2CO(g)+1/2H2O(g)的平衡常数K3=________。
(3)已知在1 000 ℃时,该反应的平衡常数K4为1.0,则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。(填编号)
A.容器中压强不变
B.c(CO2)=c(CO)
C.生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
D.混合气体的平均相对分子质量不变
(5)在1 000 ℃下,某时刻CO2的物质的量为2.0 mol,则此时v正________v逆(填“>”、“=”或“<”)。该温度下反应达到平衡时,CO2的转化率为________。
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