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【题目】国家实施“青山绿水工程”,大力研究脱硝和脱硫技术。

(1)H2在催化剂作用下可将NO还原为N2。下图是该反应生成1 mol水蒸气的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式____________(△H可用E1、E2、E3表示)。

(2)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H2S+O2=H2O2+S↓

①装置中H+向________池迁移。

②乙池溶液中发生反应的离子方程式:____________

(3)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程如下:

反应I:2NO(g)N2O2(g)(快);<0 v1正=k1正 c2(NO) 、v1逆=k1逆 c(N2O2)

反应Ⅱ:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢) 2<0 v2正=k2正 c(N2O2)c(O2) v2逆=k2逆 c2(NO2);

在一定条件下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,平衡常数=___________(用含K1正、K1逆、K2正、K2逆的代数式表示)。

(4)废水处理时,通H2S(或加S2-)能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25°℃,某废液中c(Mn2+)=0.02mol·L-1,调节废液的pH使Mn2+开始沉淀为MnS时,废液中c(H2S)=0.1mol·L-1,此时pH约为____。(已知:Ksp(MnS)=5.0×10-14,H2S的电离常数:K1=1.5×10-7,K2=6.0×10-15,1g6=0.8)

【答案】H2(g)+NO(g)=N2(g)+H2O(g) △H=(E1-E2)kJ/mol 甲 H2S+I3-=S+2H++3I- 5.2

【解析】

(1)根据能量变化图,反应热=正反应的活化能-逆反应的活化能,再根据热化学反应方程式的书写解答;

(2)①H+是阳离子,向负电荷较多的正极移动;

②根据图示可知H2S与I3-反应产生S单质,H+、I-,根据物质变化书写方程式;

(3)①反应I:2NO(g)N2O2(g)(快),

反应Ⅱ:②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢),

根据盖斯定律,①+②得2NO(g)+O2(g)2NO2(g),平衡常数K=,由反应达平衡状态,所以v1正=v1逆、v2正=v2逆,所以v1正×v2正=v1逆×v2逆;将各个速率值带入上式,就可得到化学平衡常数的表达式;

(5)当Qc=Ksp(MnS)时开始沉淀,由此求出S2-的浓度,结合K1×K2=,将各个数值带入计算出c(H+),然后可计算出溶液的pH。

(1)一定条件下H2还原NO生成N2和1mol水蒸气,依据能量变化图可知反应放热,反应焓变△H=E1-E2,反应的热化学方程式为:H2(g)+NO(g)=N2(g)+H2O(g) △H=(E1-E2)kJ/mol;

(2)①根据图示可知,电子由乙池流向甲池碳棒,使碳棒上负电荷较多,乙池中的H+是阳离子,向负电荷较多的碳棒区域移动,即由乙池向甲池移动;

②根据图示可知H2S与I3-反应产生S单质,H+、I-,反应方程式为:H2S+I3-=S+2H++3I-;

(3)①反应I:2NO(g)N2O2(g)(快),

反应Ⅱ:②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢),

根据盖斯定律,①+②得2NO(g)+O2(g)2NO2(g),平衡常数K=,由反应达平衡状态,所以v1正=v1逆、v2正=v2逆,所以v1正×v2正=v1逆×v2逆;k1正 c2(NO)×k2正 c(N2O2)c(O2)= k1逆 c(N2O2)×k2逆 c2(NO2),则K=;

(4)当Qc=Ksp(MnS)时开始沉淀,所以c(S2-)=mol/L=2.5×10-12mol/L;

H2S的电离常数:K1=1.5×10-7,K2=6.0×10-15,K1×K2==1.5×10-7×6.0×10-15=9.0×10-22,结合c(H2S)=0.1mol/L可知:c(H+)==6×10-6mol/L,则此时溶液的pH=-lg6×10-6=6-lg6=6-0.8=5.2。

练习册系列答案
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【题目】甲醇是一种重要的可再生能源。

Ⅰ.已知:2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) △H=-70.8 kJ·mol-1 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.5 kJ·mol-1

写出由CH4和O2制取CH3OH(g)的热化学方程式_____________________。

Ⅱ.对于反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),回答下列问题:

(1)图1是CO(g)和CH3OH(g)物质的量浓度随时间(t)的变化曲线,从反应开始至达到平衡时,用H2表示的反应速率υ(H2)=________,CO的转化率为_________。

(2) 在容积为2L的刚性容器中充入5mol CO和10mol H2,发生反应并达到平衡,CO的平衡转化率随温度(T)的变化曲线如图2所示。

①计算B点平衡常数KB=______;达到平衡时,若再充入2mol CO、4mol H2和2mol CH3OH,反应向__________进行(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。

②比较KA、KB的大小________。

③能判断该反应达到化学平衡状态的是____(填字母序号)。

A.H2的体积分数不再改变

B.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍

C.H2的转化率和CO的转化率相等

D.混合气体的平均相对分子质量不再改变

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A. m=2

B. 两次平衡的平衡常数相同

C. X与Y的平衡转化率之比为1:1

D. 第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-1

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【题目】请根据要求填写下列空白:

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(2)常温下,pH都为11的Na2CO3和NaOH溶液中,由水电离出的c(OH-)之比为_____________

(3)在t ℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知AgCl的Ksp=4×10-10,则 AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K=_______________。

(4)已知二元酸H2A在水中存在以下电离:H2A=H++HA-,HA-H++A2-,回答下列问题:

①NaHA溶液呈________(填“酸”、“碱”、“中”或“无法确定”)性,理由是____________。

②某温度下,向10 mL、0.1 mol/L NaHA溶液中加入0.1 mol/L KOH溶液V mL至中性,此时溶液中以下关系一定正确的是________(填写字母)。

a.溶液pH=7 b.水的离子积Kw=c2(OH-) c.V=10 d.c(K+)<c(Na+)

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A.气体A是NO2

B.X溶液中肯定存在Fe2+、Al3+、、

C.溶液E和气体F不能发生化学反应

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D.Q、Z中的一种必为Al2O3

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(1)某兴趣小组为研究原电池原理,设计如图装置。

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