- 水溶液中的离子平衡
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氨气是重要的化工原料,请回答有关氨的相关问题
(1)氨催化氧化是工业制硝酸的一步重要转化。已知:
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH= -1266.8 kJ·mol-12NO(g)
N2(g)+O2(g) ΔH= - 180.5 kJ·mol-1 写出氨催化氧化4NH3+5O2
4NO+6H2O 的热化学方程式___________________
(2)氨催化氧化反应的化学平衡常数表达式为K=__________该反应在一定条件下_______(能、不能)自发反应。理由是________________________。
(3)氨溶水呈碱性,写出氨水呈碱性的离子方程式___________________将0.1 mol/L氨水和0.1 mol·L-1盐酸等体积混合,写出中和反应的离子方程式_____________反应后溶液中离子浓度由大到小依次为_________________。
(4)合成氨中,制取氢气的方法之一是:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0该反应在427°C时的平衡常数是9。如果反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.1mol/L,计算一氧化碳的转化率。(写出计算过程)
正确答案
(1)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH= -905.8 kJ/mol
(2)“略”;能;ΔH<0且是混乱度增大的反应
(3)NH3·H2ONH4++OH-;NH3·H2O+H+=NH4++H2O;c(Cl-)>c(NH4+)>C(H+) >C(OH-)
(4)25%
铁和铝是两种重要的金属,它们的单质及化合物有着各自的性质。
(1)在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应
①该反应的平衡常数表达式为:K=_______________;
②该温度下,在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,10min后,生成了单质铁11.2g。则10min内CO的平均反应速率为____________。
(2)请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态:
①___________________ ;②____________________。
(3)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是______________。
(4)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式:____________________。 欲使上述体系中Al3+浓度增加,可加入的物质是___________________
正确答案
(1);
(2)①CO(或CO2)的生成速率与消耗速率相等;②CO(或CO2)的质量不再改变(答案合理即可)
(3)b
(4);盐酸(答案合理即可)
铁和铝是两种重要的金属,它们的单质及化合物有着各自的性质。
(1)在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)
①该反应的平衡常数表达式为:K=_____________。
②该温度下,在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,10min后,生成了单质铁11.2g。则10min内CO的平均反应速率为_____________。
(2)请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态:
①__________________________②__________________________。
(3)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v) 和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是_____________。
(4)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式:_____________, 欲使上述体系中Al3+浓度增加,可加入的物质是_____________。
正确答案
(1);
(2)①CO或(CO2)的生成速率与消耗速率相等;②CO(或CO2)的质量不再改变(合理即可)
(3)b
(4)Al(OH)3H++AlO2-+H2O;盐酸
已知0.1 mol/L的NaHSO4溶液中H+的浓度为0.1 mol/L,请回答下列问题:
(1)写出NaHSO4在水溶液中的电离方程式:________________
(2)NaHSO4属于“酸”、“碱”、“盐”中的______,理由是_____________________
(3)①若将NaHSO4与Ba(OH)2在溶液中按照物质的量之比2:1混合,离子方程式为_______________。此时溶液呈____性。
②若将NaHSO4与Ba(OH)2在溶液中按照物质的量之比1:1混合,离子方程式为_______________。
正确答案
(1)NaHSO4=Na++H++SO42-
(2)盐;NaHSO4由金属阳离子(Na+)和酸根离子(HSO4-)构成
(3)①SO42-+2H++Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O;中;②H++SO42-+OH-+Ba2+=BaSO4↓+H2O
重水(D2O)和水都是极弱电解质,D2O比水更难电离,25℃重水的离子积为1.6×10-15,也和水一样可用pH来定义溶液的酸碱度pD=-lgc(D+)。已知lg2=0.3
(1)水电离生成H3O+ 和OH-叫做水的自偶电离。同水一样,D2O也有极微弱的自偶电离,其自偶电离方程式为:____________________________________________
(2)常温下,中性溶液的pD为____________ ;温度升高,重水的离子积____________ (填:升高、降低、不变)
(3)常温下,0.01mol/LNaOD溶液的pD为______________________ ;
(4)常温下,0.005mol/L硫酸(D2SO4)溶液的pD为______________________________ ;
(5)常温下,pD=4的硫酸(D2SO4)溶液与pD=10的NaOD溶液以一定体积混合,混合后恰好反应,则混合前硫酸溶液与NaOD溶液体积比为________________________________ 。
正确答案
(1)2D2OD3O++OD-(2)7.4;升高
(3)12.8
(4)2
(5)4:5
健康人的血液的pH保持在一定的范围内变化,这是因为血液中存在如下平衡:
H2CO3 HCO3-+H+,医学上称之为血液的酸碱平衡.试解答下列问题:
(1)写出上述可逆反应达到化学平衡状态时的平衡常数的表达式:______.
(2)蚊虫、蚂蚁等昆虫叮咬人时常向人体血液内注入一种称之为蚁酸(主要成分是HCOOH)的有机酸,HCOOH同CH3COOH一样是一种有机酸,写出HCOOH在溶液中电离的方程式________.
(3)某同学郊游不慎被蜜蜂蜇伤,已知蜜蜂蜇人时分泌的液体是酸性的.该同学随身携带的物品有苹果汁、牛奶、矿泉水和香皂等,其pH分别为a、b、c、d(如下图所示,d为香皂水的pH),为了减轻蜇伤处的疼痛,应涂沫 ( )
A.苹果汁 B.牛奶 C.矿泉水 D.香皂水
正确答案
(1)K=
(2)HCOOH H++HCOO-
(3)D
写出下列物质在水溶液中的电离方程式:
HNO3______Ba(OH)2______K3PO4______NaHSO4______.
正确答案
HNO3、Ba(OH)2、K3PO4、NaHSO4均能完全电离,电离方程式分别为HNO3=H++NO3-、Ba(OH)2=Ba2++2OH-、K3PO4=3K++PO43-,
NaHSO4是具有强酸性的盐,能完全电离出三种离子,即NaHSO4=Na++H++SO42-,
故答案为:HNO3=H++NO3-;Ba(OH)2=Ba2++2OH-;Na3PO4=3Na++PO43-;NaHSO4=Na++H++SO42-.
夜幕降临,北京奥运会主会场“鸟巢”内灯火辉煌,鼓瑟齐鸣。璀璨的烟花在空中组成奥运五环等图案,与场内表演相呼应。鸟巢夜景照明由五个部分组成,其中主体照明以传统文化元素“中国红”为主色。请回答下列问题
(1)火焰利用了部分金属的元素特征的___________反应,该反应属于__________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)下图所示的五元环代表A、B、C、D、E五种化合物,圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素,五种化合物由五种短周期元素形成,每种化合物仅含两种元素,A是沼气的主要成分,B、E分子中所含电子数均为18,B不稳定,具有较强的氧化性,其稀溶液是医疗上广泛使用的消毒剂,E的分子结构模型为,C、D均为原子晶体,C可作为光导纤维的主要材料,D中所含两种元素的原子个数比为3:4,电子总数之比为3:2。根据以上信息回答下列问题:
①B的水溶液呈弱酸性,其主要的电离方程式可表示为___________________,D的化学式是_________。
②A、B、E中均含有的一种元素为____________ (填元素名称) 。
③E电子式为____________________。
④液态B与液态E反应可生成一种气态单质和一种常见液体,1molB参加反应放出热量QkJ,其反应的热化学方程式为 _____________________。
⑤NH3分子中的N原子有一对孤对电子,能发生反应:NH3+HCl=NH4Cl。试写出E与足量盐酸时,发生反应的化学方程式_____________________。
(3)在实验室我国科研人员应用电子计算机模拟出具有高能的物质N60,它的结构与C60十分相似。已知N60分子中每个N原子均以氮氮单键结合三个氮原子,且N60结构中每个氮原子均形成8个电子的稳定结构。试推测1个N60分子的结构中含有_________个N-N。
正确答案
(1)焰色反应;物理
(2)①H2O2HO2-+H+;Si3N4;②氢;③
;
④N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H=-2QkJ/mol;⑤N2H4+2HCl=N2H6Cl2
(3)90
写出下列物质的电离方程式:
(1)次氯酸:_______.
(2)硫酸氢钾:______.
(3)氢氧化铁:______.
(4)碳酸氢钠:______.
正确答案
(1)次氯酸,为一元弱酸,部分电离,用可逆符号,电离出氢离子和次氯酸根离子,故答案为:HClO⇌H++ClO-;
(2)硫酸氢钾,是强酸强碱酸式盐,属强电解质,完全电离,用等号,电离出K+、H+、SO42-离子,故答案为:KHSO4=K++H++SO42-;
(3)氢氧化铁,为三元弱碱,部分电离,用可逆符号,多元弱碱,只需一步书写,电离出Fe3+、3OH-,故答案为:Fe(OH)3⇌Fe3++3OH-;
(4)碳酸氢钠是酸式盐,属强电解质,完全电离,电离出Na+、HCO3-,因碳酸为弱酸,所以在溶液中的阴离子为HCO3-,电离方程式为NaKHCO3=Na++HCO3-,故答案为:NaHCO3=Na++HCO3-.
下列物质:①Fe ②CO2 ③盐酸 ④CaCO3固体 ⑤Ba(OH)2固体⑥熔融KCl ⑦蔗糖 ⑧KHCO3固体⑨石墨.(填代号,以下同)
(1)能导电的是 .
(2)属于电解质的是 .
(3)属于非电解质的是 .
(4)⑧在水中电离的方程式为 .
正确答案
(1)能导电的物质--必须具有能自由移动的带电的微粒,金属Fe和石墨中存在能自由移动的带负电的电子能导电,盐酸溶液和熔融KCl中有能自由移动的正负离子,也能导电,即能导电的为①③⑥⑨,故答案为:①③⑥⑨;
(2)电解质和非电解质都是化合物,电解质是在熔融状态或水溶液中能导电的化合物,④⑤⑥⑧在熔融状态下能导电,⑤⑥⑧在水溶液中能导电,都是电解质,故答案为:④⑤⑥⑧;
(3)非电解质是在熔融状态和水溶液中都不导电的化合物,②⑦水溶液不导电或不能自身电离出离子,属于非电解质,故答案为:②⑦;
(4)KHCO3电离方程式为KHCO3=K++HCO3-,故答案为:KHCO3=K++HCO3-.
现有200 mL 1mol/L H2SO4溶液,回答下列问题:
(1)写出H2SO4的电离方程式___________________
(2)该H2SO4溶液中H+的物质的量浓度是___________________
(3)请设计一个实验方案,证明此溶液中含有H+和SO42-离子___________________
(4)用此H2SO4溶液和足量金属Zn反应,可以得到标准状况下气体多少升?
______________________________________
正确答案
(1)H2SO4==2H++SO42-(2)2mol/L
(3)分别取少量试液于试管中,分别加入紫色石蕊试液和盐酸酸化的氯化钡溶液,如果溶液变红,说明有H+,有白色沉淀生成,说明有SO42-
(4)4.48L
写出下列物质的电离方程式。
H2SO3______________________________,
NaHSO4(稀溶液)______________________________,
NaHSO4(熔融)______________________________。
正确答案
H2SO3=H++HSO3-;HSO3-=H++SO32-;
NaHSO4 (稀溶液)=Na++H++SO42- NaHSO4 (熔融)=Na++HSO4-
完成下列电离方程式:
(1)_____________=2Na++CO32-(2) KClO3=K++_______________
(3)__________=___________Fe3++_________SO42- (4)___________=Na++HCO3- (5)___________=H++NO3-(6)__________=Ba2++__________OH-
正确答案
(l)Na2CO3 (2)ClO3- (3)Fe2(SO4)3、2、3
(4)NaHCO3 (5)HNO3 (6)Ba(OH)2、2
写出下列物质的电离方程式。
(1)氢氧化钡___________________
(2)氯化银____________________
(3)醋酸___________________
(4)氢氧化铜_____________________
(5)水_________________
(6)硫酸铁[Fe2(SO4)3]___________________
(7)氯化镁__________________
正确答案
(l)Ba(OH)2=Ba2++2OH- (2)AgCl=Ag++Cl- (3) CH3COOHCH3COO- +H+
(4)Cu(OH)2=Cu2++2OH-
(5)H2OH++OH-
(6)Fe2(SO4)3=2Fe3++3SO42-
(7)MgCl2=Mg2++2Cl-
(1)①写出NaHSO4在水溶液中的电离方程式______.
②CO2通入足量氢氧化钠溶液反应的离子反应方程式______.
③OH-+H+=H2O改写为化学方程式______.
Cu2++Fe=Fe2++Cu改写为化学方程式______.
(2)①同温同压下,某瓶充满氧气时质量为116g,充满二氧化碳时,质量为122g,充满气体A时质量为114g,A的摩尔质量为______.
②现有mg某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为Mg/mol.若阿伏加德罗常数用NA表示,则该气体所含原子总数为______个.
(3)下列实验操作中不正确的是______(多选).
A.用分液的方法分离水和汽油的混合物B.用过滤的方法分离饱和食盐水与沙子的混合物
C.蒸馏时,应使温度计水银球插入液面以下D.蒸发结晶时应将溶液蒸干后再停止加热
E.分液时,分液漏斗下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出.
正确答案
(1)NaHSO4在水溶液中完全电离出三种离子,即NaHSO4=Na++H++SO42-,故答案为:NaHSO4=Na++H++SO42-;
②CO2通入足量氢氧化钠溶液生成碳酸钠和水,实质是:CO2+2OH-=CO32-+H2O,故答案为:CO2+2OH-=CO32-+H2O;
③OH-+H+=H2O表示可溶性的强酸和强碱反应生成可溶性的盐和水的一类反应,如:H2SO4+2NaOH=2H2O+Na2SO4,故答案为:H2SO4+2NaOH=2H2O+Na2SO4;
Cu2++Fe=Fe2++Cu表示可溶性的铜盐和金属铁生成可溶性的亚铁盐和金属铜的一类反应,如:CuCl2+Fe=FeCl2+Cu,故答案为:CuCl2+Fe=FeCl2+Cu;
(2)①同温同压下,气体的Vm相等,相同容器中气体的体积相等,则分子数、物质的量相等,设容器的质量为m,则=
,m=100g,
设气体的摩尔质量为M,则=
,M=28g/mol,故答案为:28g/mol;
②根据N=n•NA,气体的分子个数为N=n•NA=NA,又该气体为双原子分子,所以该气体所含原子总数是2×
NA=
,故答案为:
;
(3)A.水和汽油是互不相溶的,所以可用分液的方法分离水和汽油的混合物,故A正确;
B.饱和食盐水与沙子中,沙子不溶于水,可以用过滤的方法分离,故B正确;
C.蒸馏时,温度计测的是蒸汽的温度,应使温度计水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处,故C错误;
D.蒸发结晶时应将溶液蒸发到大量固体析出时,用余热将之蒸干,故D错误;
E.分液时,分液漏斗下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出,故F正确.
故选CD.
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