- 影响沉淀溶解平衡的因素
- 共1709题
运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义．
（1）合成氨反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则平衡______一移动（填“向左”“向右”或“不”，下同），反应的△H______（填“增大…‘减小”或“不变”）．使用催化剂则平衡______移动，反应的△H______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）已知：O2（g）═O2+（g）+eˉ△H1=+1175.7kJ/mol
PtF6（g）+e-⇌PtF6ˉ （g）△H2=-771.1kJ/mol
O2+PtF6ˉ（s）═O2+（g）+PtF6ˉ（g）△H3=+482.2kJ/mol
则反应O2（g）+PtF6（g）═O2+PtF6ˉ（S） 的△H=______．
（3）在25℃下，向浓度均为0.1mol/L的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，生成______沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为______．
已知25℃时Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10ˉ11，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10ˉ20．
（4）7℃、1.01×105Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c（NO2）=0.0300mol/L、c（N2O4）=0.0120mol/L．计算反应2NO2（g）⇌N2O4（g）的平衡常数K值为______．（保留至0.1）
正确答案
（1）恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气，则反应体系体积增大，相当于压强减小，则平衡向气体体积增大的方向移动，即左移；反应前后反应物和生成物不变，焓变只与始态和终态物质有关，反应焓变不变；因使用催化剂只是改变了反应的途径，不能改变化学平衡，没有改变反应物与生成物的状态，则△H不变；
故答案为：向左；不变；不；不变；
（2）①O2（g）═O2+（g）+eˉ△H1=+1175.7kJ/mol
②PtF6（g）+e-⇌PtF6ˉ （g）△H2=-771.1kJ/mol
③O2+PtF6ˉ（s）═O2+（g）+PtF6ˉ（g）△H3=+482.2kJ/mol
依据盖斯定律①+②-③得到，反应热化学方程式为：O2（g）+PtF6（g）═O2+PtF6ˉ（S） 的△H=-77.6 kJ/mol
故答案为：-77.6 kJ/mol；
（3）由于KsP[Cu（OH）2]=2.2×10-20＜Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11，所以Cu（OH）2先生成沉淀；一水合氨和铜离子反应生成氢氧化铜和氨根离子，所以离子方程式为2NH3•H2O+Cu2+=Cu（OH）2↓+2 NH4+，
故答案为：Cu（OH）2；2NH3•H2O+Cu2+=Cu（OH）2↓+2NH4+；
（4）2NO2（g）⇌N2O4（g）平衡后，c（NO2）=0.0300mol/L、c（N2O4）=0.0120mol/L．K=
故答案为：13.3．
（1）在25℃、101kPa下，1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ．则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为______．
（2）下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量（即键能，单位为kJ•mol-1）：根据键能数据计算以下反应的反应热△H：
CH4（g）+4F2（g）=CF4（g）+4HF（g）△H=______．
（3）发射卫星用N2H4气体为燃料，NO2气体为氧化剂，两者反应生成N2和水蒸气，已知：
N2 （g）+2O2 （g）=2NO2 （g）△H1=+67.7kJ•mol-1；
2H2 （g）+O2 （g）=2H2O（g）△H2=-484kJ•mol-1；
N2H4 （g）+O2 （g）=N2 （g）+2H2O（g）△H3=-534kJ•mol-1；
H2O（1）=H2O（g）△H5=+44.0kJ•mol-1．
写出N2H4气体与NO2气体反应生成氮气和液态水的热化学方程式：______
（4）下列说法正确的是（填序号）______：
A．同温度下，0.1mol•L-1NH4Cl溶液中NH4+的浓度比0.1mol•L-1氨水中NH4+的浓度大；
B．用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小；
C．对于Al（OH）3（s）⇌Al（OH）3（aq）⇌Al3+（aq）+3OH-（aq），前段为溶解平衡，后段是电离平衡；
D．除去溶液中的Mg2+，用OH-沉淀Mg2+比用CO32-效果好，说明Mg（OH）2的溶解度比MgCO3的大．
正确答案
（1）1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ，所以16g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热889.6kJ，所以甲烷燃烧热的热化学方程式为：CH4（g）+2O2 （g）═CO2 （g）+2H2O（l）△H=-889.6kJ/mol，故答案为：CH4（g）+2O2 （g）═CO2 （g）+2H2O（l）△H=-889.6kJ/mol；
（2）因化学反应所吸收或放出的能量即为反应热，反应热等于反应中断裂旧化学键消耗的能量之和与反应中形成新化学键放出的能量之和的差，化学反应中，旧化学键断裂吸收的能量为：414×4+158×4=2288KJ，新键生成释放的能量为：489×4+565×4=4216KJ，所以化学反应是放热反应，放出的热量为：4216KJ-2288KJ=1928KJ，即△H=-1928kJ/mol，
故答案为：-1928kJ/mol；
（3）已知：①N2 （g）+2O2 （g）=2NO2 （g）△H1=+67.7kJ•mol-1；
②2H2 （g）+O2 （g）=2H2O（g）△H2=-484kJ•mol-1；
③N2H4 （g）+O2 （g）=N2 （g）+2H2O（g）△H3=-534kJ•mol-1；
④H2O（1）=H2O（g）△H5=+44.0kJ•mol-1．
N2H4气体与NO2气体反应生成氮气和液态水的化学方程式2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）等于③×2-①，所以反应的△H=2×（-534kJ•mol-1）-67.7kJ•mol-1=-1311.7KJ/mol=-1135.7KJ/mol，故答案为：2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（l）△H=-1135.7KJ/mol；
（4）A、氯化铵可以直接电离出铵根离子，氨水属于弱电解质，部分电离，电离出的铵根离子浓度小于氯化铵中的铵根浓度，故A正确；
B、盐酸的存在对氯化银的沉淀溶解平衡会起到抑制作用，用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小，故B正确；
C、对于Al（OH）3（s）⇌Al（OH）3（aq），是固体变为液体的过程，属于溶解平衡，Al（OH）3（aq）⇌Al3+（aq）+3OH-（aq），是电离平衡，故C正确；
D、Mg（OH）2的溶解度比MgCO3的小，沉淀会向着更难溶的方向进行，故D错误．
故选ABC．
现已确认，CO、SO2和NOx的排放是造成大气污染的重要原因．
（1）用CO2和氢气合成CH3OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机．已知CH3OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机．已知CH3OH、H2的燃烧热分别为-726.5kJ/mol、-285.8kJ/mol，写出工业上用CO2和H2合成CH3OH的热化学方程式：______．
（2）用铂作电极，一极通入空气，一极通入CH3OH（l），与KOH溶液可组成燃料电池，其负极反应式为______．溶液中的阴离子向______极定向移动．
（3）如图是一个电化学装置示意图，用CH3OH-空气燃料电池作此装置的电源．
①如果A为粗铜，B为纯铜，C为CuSO4溶液．该原理的工业生产意义是______．
②如果A是铂电极，B是石墨电极，C是AgNO3溶液．通电后，若B极增重10.8g，该燃料电池理论上消耗______mol甲醇．（计算
结果保留两位有效数字）
（4）常温下向1L、0.2mol/L NaOH溶液中通入4.48L（标准状况）的SO2（忽略混合后溶液体积的变化），若测得溶液的pH＜7，则溶液中c（SO32-）_______c（H2SO3）（填“＞”、“＜”、或“=”）．有关该溶液中离子浓度关系的判断正确的是______（填字母编号）．
A．c（SO32-）十c（OH-）+c（HSO3-）=c（Na+）+c（H+）
B．c（H2SO3）+c（HSO3-）+c（SO32-）=0.2mol/L
C．c（H2SO3）+c（H+）=c（SO32-）十c（OH-）
D．c（Na+）＞c（H+）＞c（HSO3-）＞c（OH-）
正确答案
（1）甲醇和氢气的燃烧热书写其热化学方程式分别为：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l），△H1=-1453kJ/mol；
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l），△H2=-571.6KJ/mol，
根据盖斯定律，反应CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）
可以看成是方程式
故答案为：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），△H=-130.9KJ/mol；
（2）在甲醇燃料电池中，负极上是燃料甲醇失电子的反应，当电解质是KOH溶液时，
电极反应为：CH3OH-6e-+8OH-=6H2O+CO32-，电解质中的阴离子向负极移动，
故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=6H2O+CO32-；负；
（3）①如果阳极为粗铜，阴极为纯铜，电解质为CuSO4溶液的电解池可以实现粗铜中金属铜的精炼，即电解精炼金属铜，故答案为：精炼粗铜；
②A是铂电极，B是石墨电极，C是AgNO3溶液．通电后，B极上的电极反应为：Ag++e-=Ag，当质量增重10.8g时，转移电子0.1mol，根据甲醇燃料电池的总反应式：2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l），可知当转移12mol电子时，消耗甲醇的物质的量为2mol，所以当转移0.1mol电子时，消耗甲醇的物质的量为
故答案为：0.017；
（4）常温下向1L、0.2mol/L NaOH溶液中通入4.48L（标准状况）的SO2（忽略混合后溶液体积的变化）时，所得的溶液为0.2mol/L的亚硫酸氢钠，溶液显酸性，说明亚硫酸氢根的电离程度大于水解程度，A、根据电荷守恒得：2c（SO32-）十c（OH-）+c（HSO3-）=c（Na+）+c（H+），故A错误；
B．根据物料守恒得：c（H2SO3）+c（HSO3-）+c（SO32-）=0.2mol/L，故B正确；
C．根据质子守恒得：c（H2SO3）+c（H+）=c（SO32-）十c（OH-），故C正确；
D．溶液中的离子浓度大小关系为：c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（H+）＞c（OH-），故D错误．
故选BC．
Ⅰ以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工业．
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为：C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1，
该反应在常温下______自发进行（填“能”与“不能”）；在一体积为2L的密闭容器中，加入1molC和2mol H2O（g），达平衡时H2O的转化率为20%，请计算此时的平衡常数______
（2）目前工业上有一种方法是用CO与H2反应来生产甲醇．
已知生成气态甲醇，CO里面含C≡O．请写出该反应的热化学方程式为______
（3）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
在一体积不变的容器中，当合成氨反应达到平衡后，在t1时升高温度，t2重新达到平衡，t3时充入氮气，t4时重新达到平衡，t5时移去一部分产物，t6时又达到平衡，请在下面的反应速率与时间关系图中画出t1到t5逆反应速率、t5到t6正反应速率的变化情况．
（4）氢气可用于生产燃料电池，丙烷气体也可以．美国科学家成功开发便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料，一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2-．则通丙烷的电极发生的电极反应为______
Ⅱ沉淀物并非绝对不溶，且在水及各种不同的溶液中溶解度有所不同，同离子效应、络合物的形成等都会使沉淀物的溶解度有所改变．已知AgCl+Cl-=[AgCl2]-，如图是某温度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情况．由以上信息可知：
（1）由图知该温度下AgCl的溶度积常数为______．
（2）AgCl在NaCl溶液中的溶解出现如图所示情况（先变小后变大）的原因是：______．
正确答案
Ⅰ（1）该反应为熵增大，焓增大的反应，由△G=△H-T△S，△G＜0反应可自发进行，可知该反应在高温时可以自发进行，常温下难以自发进行．
参加反应的水的物质的量为2mol×20%=0.4mol，则
对于反应 C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g），
开始（mol）：1 2 0 0
变化（mol）：0.4 0.4 0.4
平衡（mol）：1.6 0.4 0.4
所以平衡时H2O的浓度为
所以平衡常数k=
故答案为：不能自发进行；0.05；
（2）对于CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g），反应热△H=1072KJ/mol+2×436KJ/mol-（413KJ/mol×3+358KJ/mol+463KJ/mol ）=-116 KJ/mol，
所以该反应的热化学方程式为CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-116 KJ/mol，
故答案为：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-116 KJ/mol；
（3）在t1时升高温度，正逆反应速率都增大，反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，逆反应速率增大多，t2重新达到平衡，平衡时速率比原来高；
t3时充入氮气，平衡向正反应移动，生成物氨气的浓度增大，逆反应速率增大，t4时重新达到平衡；
t5时移去一部分产物，氨气浓度降低，平衡向正反应移动，反应物浓度降低，正反应速率降低，t6时又达到平衡．
据此作图为
，故答案为：
；
（4）负极发生氧化反应，所以丙烷应在负极上通入，丙烷失去电子与氧离子反应，生成二氧化碳和水，电极反应式为C3H8+10O2--20e-=3CO2+4H2O，
故答案为：C3H8+10O2--20e-=3CO2+4H2O；
Ⅱ（1）由图可知AgCl的溶度积Ksp（AgCl）=c（Ag+）•c（Cl-）=10-5×10-7=10-12，故答案为：10-12；
（2）开始Cl-抑制了AgCl的溶解，所以Ag+浓度变小了，但Cl-浓度增大使AgCl形成[AgCl2]-络合物：AgCl+Cl-=[AgCl2]-，所以Ag+浓度又变大了，
故答案为：开始Cl-抑制了AgCl的溶解，所以Ag+浓度变小了，但Cl-浓度增大使AgCl形成[AgCl2]-络合物：AgCl+Cl-=[AgCl2]-，所以Ag+浓度又变大了．
（1）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），得到如下两组数据：
①实验1中以v（CO2）表示的反应速率为______（第二位小数）
②该反应为______（填“吸热”或“放热”）反应．
③求实验2的平常常数K，要求写出计算过程，结果取二位小数
（2）已知在常温常压下：①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（1）△H=-1451.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式______
（3）甲醇和氧气完全燃烧的反应可以设计为燃料电池，装置如图，该电池通过K2CO3溶液吸收反应生的CO2．则负极的电极反应为______．
（4）CaCO3的KSP=2.8×10-9．将等体积CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L，则生成沉淀所需该CaCl2溶液的最小浓度为______．
正确答案
（1）①、由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol，v（CO）=
故答案为：0.13mol/（L•min）；
②、实验1中CO的转化率为
故答案为：放热；
③、平衡时CO的物质的量为1.6mol，则：
CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），
开始（mol）：2 1 0 0
变化（mol）：0.4 0.4 0.4 0.4
平衡（mol）：1.6 0.6 0.4 0.4
该反应前后气体体积不变，故利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故900℃时该反应平衡常数k=
故答案为：0.17；
（2）已知：①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（1）△H=-1451.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
根据盖斯定律，①-②得2CH3OH（1）+2O2（g）=2CO（g）+4H2O（1），故△H=（-1451.6kJ/mol）-（-566.0kJ/mol）=
885.6kJ/mol，即CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ/mol，
故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ/mol；
（3）总的电池反应式为：2CH3OH+3O2+2CO32-=4HCO3-+2H2O，甲醇发生氧化反应，在负极放电，氧气发生还原反应，在正极放电，正极电极反应式为3O2+12e-+12HCO3-=12CO32-+6H2O，总反应是减去正极反应式可得负极电极反应式为：
2CH3OH+14CO32-+4H2O-12e-=16HCO3-，即CH3OH+7CO32-+2H2O-6e-=8HCO3-，
故答案为：CH3OH+7CO32-+2H2O-6e-=8HCO3-；
正极电极反应式为3O2+12e-+6H2O=12OH-，
（4）由混合后碳酸根浓度为1×10-4mol/L，混合后使碳酸根沉淀，
需要钙离子的最小浓度为
原氯化钙浓度为混合后钙离子浓度的2倍，故原氯化钙的浓度为2×2.8×10-5mol/L=5.6×10-5mol/L，
故答案为：2.8×10-5mol/L．
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