(13分)按要求完成下列各小題。
(1)用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇的反應原理:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),某些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學鍵
C-C
C-H
H-H
C-O
C=O
H-O
鍵能/kJ·mol-1
348
413
436
358
750
463
計算反應上述反應的焓變△H=_______________________
寫出上述反應的平衡常數(shù)表達式K=__________________,若升高溫度,則平衡常數(shù)K________(填“增大”或“減小”或“不變”)。該反應的△S______0(填“>”或“<”或“=”),在 _________(填“較高”或“較低”)溫度下有利于該反應自發(fā)進行。
(2)在25℃下,向濃度均為0.01 mol?L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化學式),生成該沉淀的離子方程式為________________。
(已知25℃時Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Al(OH)3]=3×10-34。)
(3)某溫度(t℃)時,測得0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=11。在此溫度下,將pH=2的H2SO4溶液VaL與pH=12的NaOH溶液VbL混合,若所得混合液為中性,則Va︰Vb              。
(4)在25℃時,將cmol·L-1的醋酸溶液與0.02mol·L-1NaOH溶液等體積混合后溶液剛好呈中性,用含c的代數(shù)式表示CH3COOH的電離常數(shù)Ka=____________________。
(13分)
(1) -178 kJ·mol-1 (2分), (1分),減小(1分),<(1分),較低(1分)
(2)Al(OH)3(1分)   Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+ (2分)
(3)10:1 (2分)
(4)2×10—9/(c—0.02) (2分)

試題分析:(1)反應熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學鍵所放出的能量的差值,所以根據(jù)鍵能可知,該反應的反應熱是△H=750kJ/mol×2+436kJ/mol×3-413kJ/mol3-463kJ/mol×3-358kJ/mol=-178kJ/mol;化學常數(shù)是在一定條件下的可逆反應中,當可逆反應反應達到平衡狀態(tài)時,生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值,所以根據(jù)反應的方程式可知,該反應的平衡常數(shù)是K=;正反應是放熱反應,升高溫度平衡向逆反應方向移動,平衡常數(shù)減;根據(jù)方程式可知,正反應是體積減小的,所以△S小于0;根據(jù)△G=△H-T·△S可知,要使反應是自發(fā)的,則△G必需小于0,所以反應在較低的溫度下是自發(fā)的。
(2)根據(jù)溶度積常數(shù)的表達式可知,生成氫氧化鎂沉淀時需要的OH濃度是;同樣可知生成氫氧化鋁沉淀時需要的OH濃度是,所以首先生成的是氫氧化鋁沉淀,反應的離子方程式是Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+。
(3)0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=11,所以溶液中氫離子濃度是1×1011mol/L,而OH濃度是0.01mol/L,則該溫度下水的離子積常數(shù)Kw=10。pH=2的H2SO4溶液VaL與pH=12的NaOH溶液VbL混合,若所得混合液為中性,則,所以Va︰Vb=10:1。
(4)cmol·L-1的醋酸溶液與0.02mol·L-1NaOH溶液等體積混合后溶液剛好呈中性,所以根據(jù)電荷守恒可知、而溶液中氫離子濃度是1×107mol/L.根據(jù)物料守恒可知,溶液中醋酸的濃度是0.5c-0.01,所以該溫度下醋酸的電離常數(shù)Ka==2×10—9/(c—0.02)。
點評:在利用水的離子積常數(shù)進行有關計算時,必需注意水的離子積常數(shù)與溫度有關系,由于電離是吸熱的,所以水的離子積常數(shù)隨溫度的升高而增大,只有在常溫常壓下pH=7的溶液才是顯酸性的;同樣平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)以及電離平衡常數(shù)都是只與溫度有關系的,且是在達到平衡狀態(tài)對應的常數(shù),所以在進行有關計算需要特別注意。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

通常情況下,前者無法決定后者的是
A.原子的核外電子排布----元素的金屬性強弱
B.化合物的內(nèi)在結(jié)構(gòu)----電解質(zhì)的相對強弱
C.反應溫度的高低----化學平衡的移動程度
D.反應物的化學性質(zhì)----化學反應速率的快慢

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列各表述與示意圖一致的是
A.圖①表示室溫時,用0.1 mol.L-1鹽酸滴定0.1 mol·L-1NaOH溶液過程中的pH變化
B.T℃時,反應2NO2(g)N2O4(g)達到平衡時NO2的體積分數(shù)(NO2)隨壓強P的變化如圖②所示,則A點的顏色深,B點的顏色淺
C.圖③表示向絕熱恒容密閉容器中通入A2和B2,一定條件下使反應2A2(g)+B2(g)2C(g),達到平衡,正反應速率隨時間變化的示意圖。由圖可得出的結(jié)論是:反應物的總能量低于生成物的總量
D.圖④在恒溫恒容的密閉容器中,氣體M存在如下關系xM(g)Mx(g),t1時刻,保持溫度不變,再充入1 mol M,重新達到平衡時將增大

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列說法違背化學原理的是
A.SO2的催化氧化是一個放熱的反應,升高溫度,反應速率加快
B.“冰,水為之,而寒于水”說明相同質(zhì)量的水和冰,水的能量較高
C.A(g)+3B(g) 2C(g)達平衡后,恒溫,增壓,平衡正向移動,平衡常數(shù)K值增大
D.在KI溶液中加入氯化銀固體,沉淀變成黃色,說明同溫度下Ksp(AgI)< Ksp(AgCl)

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

化學中圖象可以直觀地描述化學反應的進程或結(jié)果,下列圖像描述正確的是( )
A.圖5表示化學反應H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量變化,則該反應的反應熱△H =183kJ·mol-1
B.圖6表示室溫時用0.1mol·L-1鹽酸滴定20mL0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液pH隨加入酸體積變化
C.圖7表示體積和pH均相同的HCl和CH3COOH兩種溶液中,分別加入足量的鋅,產(chǎn)生H2的體積隨時間的變化,則a表示CH3COOH溶液
D.圖8表示10mL0.1mol/LNa2CO3和NaHCO3兩種溶液中,分別滴加0.1mol/LHCl,產(chǎn)生CO2的體積隨鹽酸體積的變化,則b表示Na2CO3溶液

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

化學平衡常數(shù)(K)、弱酸的電離平衡常數(shù)(Ka)、難溶物的溶度積常數(shù)(KSP)是判斷物質(zhì)性質(zhì)或變化的重要的平衡常數(shù)。下列關于這些常數(shù)的說法中,正確的是
A.平衡常數(shù)的大小與溫度、濃度、壓強、催化劑等有關
B.當溫度升高時,弱酸的電離平衡常數(shù)Ka變小
C.KSP(AgCl) > KSP(AgI) ,由此可以判斷AgCl(s) + I(aq)= AgI(s)+ Cl(aq)能夠發(fā)生
D.Ka(HCN) < Ka(CH3COOH) ,說明物質(zhì)的量濃度相同時,氫氰酸的酸性比醋酸強

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(12分)甲醇是一種新型的汽車動力燃料,工業(yè)上可通過CO和H2化合制備甲醇,該反應的熱化學方程式為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ⊿H
已知某些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學鍵
C—C
C—H
H—H
C—O
C≡O
H—O
鍵能/kJ·mol-1
348
413
436
358
1072
463
請回答下列問題:
(1)已知CO中的C與O之間為叁鍵連接,該反應的⊿H =        ;
(2)某化學研究性學習小組模擬工業(yè)合成甲醇的反應,在容積固定為2L的密閉容器內(nèi)充入1molCO和2molH2,加入合適催化劑(體積可以忽略不計)后在250°C開始反應,并用壓力計監(jiān)測容器內(nèi)壓強的變化如下:
反應時間/min
0
5
10
15
20
25
壓強/MPa
12.6
10.8
9.5
8.7
8.4
8.4
則從反應開始到20min時,以CO表示的平均反應速率=      ,該溫度下平衡常數(shù)K=         ,若升高溫度則K值          (填“增大”、“減小”或“不變”);
(3)下列描述中能說明上述反應已達平衡的是         ;
A、容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
B、2v(H2)=v(CH3OH)
C、容器中氣體的壓強保持不變                
D、單位時間內(nèi)生成nmolCO的同時生成2nmolH2
(4)甲醇-空氣燃料電池(DMFC)是一種高效能、輕污染電動汽車的車載電池,其工作原理示意圖如右,該燃料電池的電池反應式為2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l),則負極的電極反應式為                                。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(10分)利用所學化學反應原理,解決以下問題:
(1)某溶液含兩種相同物質(zhì)的量的溶質(zhì),溶液中只存在OH、H、NH4、Cl四種離子,且c(NH4)>c(Cl)>c(OH)>c(H),則這兩種溶質(zhì)是      _________         
(2)0.1 mol·L-1的氨水與0.05 mol·L-1的稀硫酸等體積混合,用離子方程式表示混合后溶液的酸堿性:                                              。
(3)以石墨電極電解100 mL 0.1 mol·L-1CuSO4溶液。若陽極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.01 mol,則陰極上析出Cu的質(zhì)量為         g。
(4)將AgCl分別放入①5mL H2O ②10mL0.2mol·L-1 MgCl2③20 mL0.5mol·L-1 NaCl溶液④40 mL0.1mol·L-1HCl中溶解至飽和,各溶液中Ag+的濃度由大到小的順序是________________。
(5)向20 mL硫酸和鹽酸的混合液中逐滴加入pH=13的Ba(OH)2溶液,生成BaSO4的量如右圖所示,B點溶液的pH=7(忽略溶液體積變化),則c(HCl)=_________mol·L-1。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列事實不能用勒沙特列原理解釋的是
A.用排飽和食鹽水的方法收集氯氣
B.在沸騰的蒸餾水中滴加FeCl3溶液,制Fe(OH)3膠體
C.在FeCl3溶液中加AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀
D.向AgCl 和水的懸濁液中加入足量的Na2S溶液并振蕩,白色固體轉(zhuǎn)化為黑色固體

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