2024届高三新高考化学大一轮专题练习—盐类的水解(含答案)
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一、单选题
1.(2023春·江苏·高三校联考专题练习)溶液中各含氮(含碳)微粒的分布分数是指某含氮(或碳)微粒的浓度占各含氮(或碳)微粒浓度之和的分数。25℃时,向的溶液中滴加适量的盐酸或NaOH溶液,溶液中含氮(或碳)各微粒的分布分数与pH的关系如图所示(不考虑溶液中的和分子)。下列说法正确的是
A.
B.n点时,溶液中:
C.m点时,
D.反应的平衡常数为K,
2.(2023秋·广东河源·高三统考期末)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.溶液中,的数目为
B.与反应时生成的分子数为
C.25℃时,pH=1的乙酸溶液中,由乙酸电离出的氢离子数目为
D.标准状况下,2.24L由和组成的混合气体中含有的原子总数为
3.(2023秋·广东深圳·高三统考期末)下列事实能证明HCOOH为弱酸的是
A.可与反应生成
B.导电能力低于同浓度的硫酸
C.溶液可以使甲基橙变红
D.室温时HCOONa溶液的pH大于7
4.(2023秋·广东深圳·高三统考期末)室温下,下列离子组在给定条件下能大量共存的是
A.的溶液中:,、、
B.pH=1的溶液中:、、、
C.的溶液中:,,、
D.由水电离的的溶液中:,,、
5.(2023·河北石家庄·校联考模拟预测)25℃时,用0.2mol/L NaOH溶液滴定10mL 0.1mol/L 溶液,被滴定分数、pH及物种分布分数(δ)如图所示。下列说法错误的是
A.虚线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示、、的分布分数变化关系
B.二元酸的电离平衡常数的数量级为
C.a点溶液中:
D.c点溶液中:
6.(2023秋·浙江温州·高三统考期末)25℃时,常见酸的Ka如下:
下列说法正确的是
A.酸性:
B.25℃时,溶液的pH>7
C.25℃时,溶液中:
D.25℃时,中:
7.(2023秋·广东深圳·高三统考期末)常温下,用的溶液滴定和的混合酸,测得溶液的导电能力随滴入体积V的关系如图所示。已知为强酸,为弱酸,N点和P点可分别看作和恰好与完全反应的点,忽略溶液混合时引起的体积变化。下列叙述中正确的是
A.M点溶液中和的浓度均为
B.P点溶液中存在:
C.Q点溶液中存在:
D.水的电离程度:
8.(2023·河北唐山·统考二模)已知HA、HB均为一元弱酸,且,向20 mL 的NaB溶液中逐滴滴加等浓度的HA溶液,溶液中与的变化关系如图所示:
下列说法错误的是
A.
B.pH=7时,
C.滴入HA溶液10 mL时,
D.滴入HA溶液20 mL时,
9.(2023·江苏·模拟预测)甘氨酸是人体必需氨基酸之一、在时,仅考虑、和三种微粒,其分布分数()与溶液关系如图。[如中的分布系数:]。下列说法不正确的是
A.曲线a代表
B.两性离子的浓度在附近最大,说明两性离子的电离能力比水解强
C.的平衡常数
D.
10.(2023·全国·统考模拟预测)25℃时,用KOH溶液滴定柠檬酸(化学式为C6H8O7,结构简式为)溶液,溶液中-lgc(H+)与C6H8O7、C6H7O、C6H6O、C6H5O的分布系数δ的关系如图所示[如C6H7O的分布系数δ(C6H7O)=]。下列说法错误的是
A.柠檬酸为三元弱酸,Ka3的数量级为10-7
B.pH=2.1时,c(C6H8O7):c(C6H7O)=1:10
C.溶液中水的电离程度a<b<c
D.0.01mol•L-1K2C6H6O7溶液中c(OH-)-c(H+)<2c(C6H8O7)
11.(2023·浙江杭州·浙江省临安中学校联考一模)含杂质的矿物,用处理后,过滤,滤液里添加溶液,产生沉淀、溶液随溶液体积关系如图所示,下列说法不正确的是
A.一开始添加溶液没有沉淀的原因是:
B.b点水的电离程度大于d点水的电离程度
C.c点溶液中存在:
D.滤液中
12.(2023春·山西太原·高三统考期末)常温下,用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol/L 溶液所得滴定曲线如图,下列说法正确的是
A.常温下,水的电离程度:④>③>②
B.②点时,
C.由②到③点过程中,的值均增大
D.④点时, mol/L
13.(2023春·河南郑州·高三郑州市第九中学校联考期中)HA是一元弱酸,微溶性盐的饱和溶液中随而变化,不发生水解。定义如下关系:,。25℃时,实验测得pM与的关系如图所示,其中D点对应的。已知,则下列说法不正确的是
A.25℃时,的数量级为
B.E点的
C.D点存在
D.25℃时,HA的电离常数为
二、多选题
14.(2023春·山东滨州·高三统考开学考试)25℃时,用HCl气体调节氨水的pH,体系中微粒浓度的对数值(lgc)与pH的关系如图1所示(a、b、c、d线分别对应体系中除和外的其它微粒),反应物的物质的量之比与pH的关系如图2所示(忽略通入气体后引起的溶液体积变化)。
下列说法错误的是
A.水解平衡常数的数量级为
B.对应溶液;
C.水的电离程度:
D.对应溶液:
三、原理综合题
15.(2023秋·山东潍坊·高三统考期末)一元有机弱酸HA在有机溶剂苯和水组成的二相体系中存在溶解平衡。体系有关数据如下:
25℃平衡体系(苯、水、HA)
苯或水相中HA起始浓度
焓变
平衡常数
在水相:
在有机相:
在25℃时,水相中HA部分电离,HA浓度为时,测得HA溶液。二相平衡体系中,HA在有机相苯(B)和水相(W)中的分配系数为K,,即达到平衡后,以HA分子形式存在于有机相和水相中的比例为1:1。
请回答下列问题:
(1)有机相苯中HA发生双聚反应,在较低温度下反应自发进行,则_______0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)用分液漏斗分离得到有机相,向有机相中继续加少量苯,则平衡_______(填“正向”、“逆向”或“不”)移动,有机相中_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)计算25℃时,平衡体系水相中的电离度_______,有机相中_______。
(4)25℃时,NaA和HA均为0.1mol/L的混合水溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______。
16.(2023秋·安徽宣城·高三统考期末)I.已知:N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H=akJ•mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=bkJ•mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=ckJ•mol-1
(1)一氧化氮和一氧化碳气体生成氮气和二氧化碳气体的热化学方程式为_____。
(2)已知T℃下,向体积为1L的密闭容器中通入1molNO和3,6molCO,发生(1)中反应。平衡时测得c(NO)为0.10mol•L-1,则该温度下的平衡常数Kc=_____L•mol-1。
(3)下列能说明该反应达到化学平衡状态的是_____。
A.v(CO)=2v(N2) B.CO2的体积分数不再变化
C.容器内的压强不再变化 D.混合气体的密度不再变化
II.可乐中的食品添加剂有白砂糖、二氧化碳、焦糖色、磷酸(H3PO4)、咖啡因等。可乐的辛辣味与磷酸有一定关系。
(4)室温下,测得0.1mol•L-1H3PO4溶液的pH=1.5,用电离方程式解释原因:_____。
(5)长期过量饮用可乐会破坏牙釉质,使下面的平衡向脱矿方向移动,造成龋齿。结合平衡移动原理解释原因:_____。
Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+(aq)+3PO(aq)+OH-(aq)
(6)已知H3PO4的电离平衡常数:Ka1=6.9×10-3;Ka2=6.2×10-8;Ka3=4.8×10-13,则下列关于0.1mol•L-1Na2HPO4溶液的说法正确的是_____(填序号)。
A.Na2HPO4溶液显碱性,原因是HPO的水解程度大于其电离程度
B.c(Na+)+c(H+)=c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO)+c(OH-)
C.c(Na+)=c(H2PO)+c(HPO)+c(PO)+c(H3PO4)
17.(2023·上海·高三专题练习)Ⅰ.下图为工业合成氨的流程图:
(1)图中采取的措施可提高原料转化率的是_______(填序号)。
(2)下图是未用催化剂N2(g)和H2(g)反应生成1mol NH3(g)过程中能量的变化示意图,请在图中绘制同条件下加入铁触媒后相应的能量变化曲线:_______,并写出该条件下1 mol NH3(g)分解对应的热化学方程式:_______。
Ⅱ.某兴趣小组为研究“不同条件”对化学平衡的影响情况,进行了如下实验:(反应起始的温度和体积均相同):
序号
起始投入量
平衡转化率
NH3
①恒温恒容
0
②绝热恒容
0
③恒温恒压
0
(3)则:_______、_______(填“>”、“=”或“<”)
(4)如图表示500℃、60.0MPa条件下,平衡时NH3的体积分数与原料气投料比的关系。若投料比为4时,氨气的体积分数为40%,NH3的体积分数可能为图中的_______点,平衡时N2的体积分数为_______。溢出的NH3可用稀硫酸吸收,若恰好生成NH4HSO4,该溶液中各离子的浓度由大到小的顺序是_______。
18.(2021秋·湖南益阳·高三统考期末)研究化学平衡对学习化学具有重要意义。
Ⅰ.在恒容密闭容器中发生如下反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0
(1)升高温度,该反应的平衡常数_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)判断该反应是否达到平衡,下列可以作为判断依据的是_______。
A.容器内气体密度不再变化 B.容器内各气体浓度不再变化
C.体系中颜色不再变化 D.υ正(NO2)=2υ正(N2O4)
Ⅱ.一定温度下,向2L的恒容密闭容器中充入一定量的N2和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g)。其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如下图所示。请回答下列问题。
(3)0~10min内NO的反应速率为_______。
(4)图中A点υ(正)_______υ(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(5)第10min时,外界改变的条件可能是_______。
A.加催化剂 B.增大C(s)的量
C.升温 D.减小CO2的量
Ⅲ.含氯化合物广泛用于水处理剂及漂白剂。已知:工业上将Cl2通入7mol/L的NaOH溶液中制备NaClO;25℃时NaClO溶液中HClO、ClO-的物质的量分数随pH变化的分布如下图所示。
(6)写出上述制备NaClO的离子方程式_______;
(7)当NaClO溶液pH=9时,该溶液中主要存在的含氯阴离子有_______(填离子符号);
(8)25℃时,反应ClO-+H2OHClO+OH-的平衡常数K=_______(填数值)。
参考答案:
1.C
【详解】A.由图可知,当时,,,当,,,当,,,所以,A错误;
B.向溶液中加入,n点时,,,根据电荷守恒:,,B错误;
C.由图可知,m点时,,C正确;
D.反应平衡常数 ,D错误
故选C。
2.D
【详解】A.铁离子会水解,故铁离子数目小于,故A错误;
B.亚铁离子还原性强于溴离子,氯气通入时先氧化,先氧化,再氧化生成,故B错误;
C.溶液pH=1是指溶液中,包括了水电离的,同时溶液体积未知,故C错误;
D.标准状况下,2.24L由和组成的混合气体的物质的量为0.1mol,和均含有3个原子,则含有的原子总数为,故D正确;
答案选D。
3.D
【详解】A.可与反应生成,说明甲酸酸性强于碳酸,但无法说明甲酸为弱酸,A错误;
B.HCOOH是一元酸,硫酸是二元酸,不是同类型的,导电能力无法说明酸性强弱,B错误;
C.溶液可以使甲基橙变红,只能说明其pH<3.1,无法说明甲酸为弱酸,C错误;
D.室温时HCOONa溶液的pH大于7,说明其是强碱弱酸盐,即HCOOH是弱酸,D正确;
故选D。
4.B
【详解】A.与发生双水解,不能大量共存,A不符合题意;
B.pH=1的溶液中,,、能大量共存,B符合题意;
C.的溶液为碱性溶液,不能大量存在,C不符合题意;
D.由水电离的的溶液pH为1或13,而在酸性和碱性溶液中均不能大量存在,D不符合题意;
故选B。
5.B
【分析】用0.2mol/L 氢氧化钠溶液滴定10mL 0.1mol/L草酸溶液时,虚线表示物种分布分数与草酸被滴定分数的关系,实线表示溶液pH与草酸被滴定分数的关系,被滴定分数越大,草酸的分布分数减小,草酸氢根离子的分布分数先增大后减小,草酸根离子的分布分数先不变后增大,则虚线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示草酸、草酸氢根离子、草酸根离子与草酸被滴定分数的关系。
【详解】A.由分析可知,虚线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示草酸、草酸氢根离子、草酸根离子与草酸被滴定分数的关系,故A正确;
B.由图可知,b点所得溶液中草酸氢根离子与草酸根离子浓度相等,溶液pH约为4.7,则电离平衡常数= c(H+)=10—4.7,所以的数量级为,故B错误;
C.由图可知,a点所得溶液中草酸浓度与草酸氢根离子浓度相等,溶液中存在电荷守恒关系,则溶液中,钴C正确;
D.由图可知,c点所得溶液为草酸氢钠溶液,溶液呈酸性,则溶液中离子浓度大小顺序为,故D正确;
故选B。
6.C
【详解】A.从表中数据可知,酸性H2C2O4>HNO2>,A错误;
B.的水解平衡常数为=1.8×10-13
D.根据电荷守恒可知,0.01mol/LNa2C2O4中,,D错误;
故答案选C。
7.C
【详解】A.中和的是,消耗的体积为点中和的是,消耗的体积为,故的浓度均为,A项错误;
B.由电荷守恒可知P点溶液中存在:,B项错误;
C.Q点时的物质的量之比为,不水解,发生水解,则有,C项正确;
D.P点恰好生成强碱弱酸盐NaY,水的电离程度是最大的,D项错误。
故选C。
8.D
【详解】A.从图中可以看出,当c(HA)=c(HB)时,c(A-)=10c(B-)。Ka(HA)=,Ka(HB)=,两式相除得,将、c(HA)=c(HB)、c(A-)=10c(B-)带入可得,故A正确;
B.==10>1,所以,故B正确;
C.滴入HA溶液10 mL时,溶液中有电荷守恒:c(Na)+c(H+)=c(OH-)+c(A-)+c(B-),元素质量守恒:2c(A-)+2c(HA)=c(Na+)=c(HB)+c(B-),整理可得,故C正确;
D.滴入HA溶液20mL时,NaB和HA恰好完全反应生成等物质的量的NaA和HB,NaA是强电解质,完全电离,Na+浓度最大,A-水解,HB电离,A-的水解常数为,HB的电离常数为2×10-4,HB的电离程度大于A-的水解程度,所以溶液中c(A-)>c(HB),故D错误;
故选D。
9.D
【分析】甘氨酸中含有羧基和氨基,既有酸性也有碱性,在强酸性溶液中,主要以存在,在强碱性溶液中主要以存在,所以图中曲线a代表,曲线b代表,曲线c代表;
【详解】A.综上所述,曲线a代表,故A正确;
B.电离呈酸性,水解呈碱性,如图,pH=6左右时,浓度最大,说明两性离子的电离能力比水解强,故B正确;
C.的平衡常数,如图,pH=2.35时,和分布系数相等,即浓度相等,此时,,根据,则,故C正确;
D.由C项可知,,根据曲线b和c交点坐标(9.78,0.5)可得,的平衡常数为,即,则,所以,故D错误;
故选D。
10.B
【详解】A.由图可知,曲线Ⅰ代表,曲线Ⅱ代表,曲线Ⅲ代表,曲线Ⅳ代表,,c点,则,数量级为,A项正确;
B.,a点,,当pH=2.1时,,B项错误;
C.溶液pH由3.1变化到6.8的过程中,加入KOH溶液越多,体系对水电离的抑制作用越弱,水的电离程度a<b<c,C项正确;
D.当KOH与柠檬酸的物质的量之比为2:1时,恰好生成,,说明的电离程度大于水解程度,则,根据电荷守恒,物料守恒,得出,结合,可知,D项正确。
故选B。
11.C
【详解】A.含杂质的矿物,用处理后,过滤,滤液里添加溶液,开始无沉淀的原因是:,随后偏铝酸根促进碳酸氢根的电离,生成沉淀的离子方程式为:,A正确;
B.b点为偏铝酸钠与碳酸钠的混合液,偏铝酸钠与碳酸钠均促进水的电离,d点为碳酸钠溶液,偏铝酸钠的水解程度大于碳酸钠,所以b点水的电离程度大于d点水的电离程度,B正确;
C.c点溶液中含偏铝酸钠与碳酸钠溶液,溶液中电荷守恒:,C错误;
D.加入40ml碳酸氢钠溶液时沉淀最多,沉淀为0.032mol,氢氧化钠过量,滤液中含氢氧化钠,由、可知,前8ml发生反应,不生成沉淀,,则滤液中n(NaOH)=1.0mol/L×0.008L=8×10-3mol,D正确;
故选C。
12.A
【分析】由图可知,②为等浓度的醋酸和醋酸钠混合溶液,溶液呈酸性,③为醋酸和醋酸钠混合溶液,溶液呈中性,④为醋酸钠溶液,溶液呈碱性。
【详解】A.醋酸电离出的氢离子抑制水的电离,醋酸根离子在溶液中水解促进水的电离,由分析可知,②为等浓度的醋酸和醋酸钠混合溶液,③为醋酸和醋酸钠混合溶液,④为醋酸钠溶液,则水的电离程度大小顺序为④>③>②,故A正确;
B.由分析可知,②为等浓度的醋酸和醋酸钠混合溶液,溶液呈酸性说明醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解程度,溶液中醋酸根离子的浓度大于醋酸,故B错误;
C.醋酸的电离常数Ka=,由②到③点过程中,温度不变,电离常数不变,则的值不变,故C错误;
D.由分析可知,④为醋酸钠溶液,由物料守恒关系可知c(CH3COO—)+ c(CH3COOH)= =0.05 mol/L,故D错误;
故选A。
13.C
【分析】MA2在溶液中发生电离,MA2M2++2A-,当有H+加入时,H++A-HA,使电离平衡正向移动,在D点时,=0.2,所以c(HA)=4c(A-),pH=5,故c(H+)=10-5mol/L,Ka==0.25×10-5=2.5×10-6。
【详解】A.当δ(A-)=1时,pM=3,即c(M2+)=10-3mol/L, =1说明c(HA)=0,即溶液中的A-均为MA2电离的,根据MA2M2++2A-,c(M2+)=10-3mol/L时,c(A-)=2c(M2+)=2×10-3mol/L,Ksp(MA2)= c(M2+) c2(A-)=4×10-9,数量级为10-9,A正确;
B.E点时, =0.5,因此c(HA)=c(A-),Ka== c(H+)=2.5×10-5,pH=-lg c(H+)=-lg2.5×10-5≈5.6,B正确;
C.D点时根据电荷守恒可得,c(H+)+2c(M2+)=c(A-)+c(OH-),由分析可知,c(A-)=c(HA),故有c(H+)+2c(M2+)=c(HA)+c(OH-),pH=5时,c(H+)=10-5mol/L,c(OH-)=10-9mol/L,若2c(M2+)=3c(HA),则有10-5mol/L+3c(HA)=c(HA)+ 10-9mol/L,此时c(HA)为负值,因此2c(M2+)≠3c(HA),C错误;
D.根据分析,HA的电离常数Ka为2.5×10-6,D正确;
故选C。
14.BD
【详解】A.时,,此时pH=9.25,则水解平衡常数Kh===10-9.25,数量级为,故A正确;
B.根据电荷守恒:,对应溶液中,则,此时,HCl和氨水恰好完全反应生成氯化铵,根据物料守恒:,,则,,故B错误;
C.由图可知对应t值增大,到时氨水恰好被完全中和,此过程中氯化铵的浓度逐渐增大,水的电离程度增大,故C正确;
D.对应溶液中=1.5,根据物料守恒:,故D错误;
故选:BD。
15.(1)<
(2) 逆向 减小
(3) 20% 468.75
(4)c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
【详解】(1)该反应分子数减少,是一个熵减反应,在较低温度下反应自发进行,一定为一个放热反应,则<0。
(2)用分液漏斗分离得到有机相,向有机相中继续加少量苯,有机相中减小,平衡将向着分子数增大的方向移动,既平衡逆向移动,但重新平衡时,会减小。
(3)水相中HA部分电离,HA起始浓度为时,测得HA溶液,,故平衡体系水相中的电离度,二相平衡体系中,HA在有机相苯(B)和水相(W)中的分配系数为K,,则平衡时,苯中-=,有机相中HA的起始浓度为,。
(4)水相中HA部分电离,HA起始浓度为时,测得HA溶液,则HA的电离平衡常数,则A-的水解常数为,故HA的电离程度比A-的水解程度大,溶液显酸性,NaA和HA均为0.1mol/L的混合水溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
16.(1)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=(-a+2b-c)kJ•mol-1
(2)5
(3)BC
(4)H3PO4H++H2PO
(5)可乐为酸性饮料,长期过量饮用,可乐中的酸性物质中和OH-,使c(OH-)减小,使平衡向脱矿的方向移动,造成龋齿
(6)AB
【详解】(1)①N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H=akJ•mol-1,②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=bkJ•mol-1,③2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=ckJ•mol-1,根据盖斯定律2×②-a-c可得,一氧化氮和一氧化碳气体生成氮气和二氧化碳气体的热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=(-a+2b-c)kJ•mol-1;
(2)已知T℃下,向体积为1L的密闭容器中通入1molNO和3.6molCO,发生(1)中反应,平衡时测得c(NO)为0.10mol•L-1,c(CO)为2.7mol•L-1,c(N2)为0.45mol•L-1,c(CO2)为0.90mol•L-1则该温度下的平衡常数Kc=;
(3)A.速率之比等于化学方程式计量数之比,为正反应速率之比,v(CO)=2v(N2)不能说明正逆反应速率相同,故A错误;
B.CO2的体积分数不再变化,说明二氧化碳的浓度保持不变,说明正逆反应速率相同,是平衡标志,故B正确;
C.反应前后气体体积变化,容器内的压强不再变化说明反应达到平衡状态,故C正确;
D.反应前后气体质量不变,体积不变,混合气体的密度始终不变化,不能说明反应达到平衡状态,故D错误,
故答案为: BC;
(4)室温下,测得0.1mol•L-1H3PO4溶液的pH=1.5,H3PO4为三元弱酸分步电离,用电离方程式解释原因:H3PO4H++H2PO;
(5)长期过量饮用可乐会破坏牙釉质,使下面的平衡向脱矿方向移动,造成龋齿。结合平衡移动原理解释原因:可乐为酸性饮料,长期过量饮用,可乐中的酸性物质中和OH-,使c(OH-)减小,使平衡向脱矿的方向移动,造成龋齿;
(6)A.HPO水解显碱性,HPO电离显酸性,Na2HPO4溶液显碱性,原因是HPO的水解程度大于其电离程度,A正确;
B.根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO)+c(OH-),B正确;
C.物料守恒c(Na+)=2c(H2PO)+2c(HPO)+2c(PO)+c2(H3PO4),C错误;
答案选AB。
17.(1)②⑤
(2) NH3(g)N2(g)+H2(g) =+46kJ/mol
(3) > <
(4) P 8% c(H+)>c()>c()>c(OH-)
【详解】(1)工业合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3,反应是可逆反应,反应前后气体体积减小,反应是放热反应;依据合成氨的流程图,其中为提高原料转化率而采取的措施为:增大压强,平衡向体积减小的方向进行,提高反应物的转化率;液化分离出氨气,促进平衡正向进行,提高反应物的转化率;氮气和氢气的循环使用,也可提高原料的转化率,故答案为:②⑤;
(2)由题干图示信息可知,反应方程式:N2(g)+H2(g)NH3(g) =254kJ/mol-300kJ/mol=-46kJ/mol,催化剂只能改变反应的途径降低反应所需要的活化能,不能改变反应的始态和终态,即不改变反应热,故在同条件下加入铁触媒后相应的能量变化曲线图为:,则该条件下1 mol NH3(g)分解对应的热化学方程式为:NH3(g)N2(g)+H2(g) =+46kJ/mol,故答案为:,NH3(g)N2(g)+H2(g) =+46kJ/mol;
(3)由(2)分析可知,合成氨反应为正反应是一个气体体积减小的放热反应,容器①②中加入的N2和H2分别相同,但容器①恒温恒容、②绝热恒容则随着反应的进行,容器②的温度高于容器①,升高温度上述平衡逆向移动,故>,容器①③中加入的N2和H2分别相同,但容器①恒温恒容、③恒温恒压,则随着反应的进行,容器③的压强大于容器①,增大压强上述平衡正向移动,故<,故答案为:>;<;
(4)图2表示500℃、60.0MPa条件下,平衡时NH3的体积分数与原料气投料比的关系,如果投料比为3时,达到平衡状态时,氮气和氢气的转化率相等,此时氨气的体积分数最大,若投料比为4时,氮气的转化率升高、氢气的转化率降低,NH3的体积分数减小;设投入的n(N2)=xmol,n(H2)=4xmol,设消耗的氮气为zmol,由三段式分析可知:,平衡时混合气体总物质的量=(x-z+4x-3z+2z)mol=(5x-2z)mol,氨气的体积分数等于其物质的量分数=×100%=40%,解得z=,此时N2的体积分数为:==8%,故若投料比为4时,氨气的体积分数为40%,NH3的体积分数可能为图中的P点,平衡时N2的体积分数为8%,若恰好生成NH4HSO4,根据NH4HSO4=+H++,+H2ONH3H2O+H+可知,该溶液中各离子的浓度由大到小的顺序是c(H+)>c()>c()>c(OH-),故答案为:P;8%;c(H+)>c()>c()>c(OH-)。
18.(1)减小
(2)BC
(3)0.02mol·L-1·min-1
(4)>
(5)AC
(6)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(7)ClO-、Cl-
(8)10-6.5
【详解】(1)反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,生成物浓度减小,反应的平衡常数减小;
(2)A.反应物和生成物均为气体,容器体积不变,总质量不变,气体密度始终不变,故不能判断反应达到平衡,A不选;
B.容器内各气体浓度不再变化,说明反应达到平衡,B选;
C.NO2为红棕色气体,体系中颜色不再变化,说明反应达到平衡,C选;
D.υ正(NO2)=2υ正(N2O4)表示正反应速率,不能判断反应达到平衡,D不选;
(3)氮气为反应物,物质的量逐渐减少,NO为生成物,物质的量逐渐增大,0~10min内NO的反应速率为=0.02mol·L-1·min-1;
(4)氮气为反应物,一氧化氮为生成物,图中A点之后NO的物质的量继续增大,说明此时反应正向进行,没有达到平衡状态,则v(正)>v(逆);
(5)第10min时改变条件,NO的物质的量增大,生成速率增大,氮气物质的量减小,反应速率增大,说明改变的条件是增大了反应速率,反应正向进行;
A.加催化剂可以加快化学反应速率,A正确;
B.C为固体,增大C的物质的量,化学反应速率不变,B错误;
C.升高温度可加快化学反应速率,C正确;
D.减小CO2的物质的量,反应逆向进行,化学反应速率减小,D错误;
(6)Cl2和氢氧化钠反应生成氯化钠,次氯酸钠和水,离子反应方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(7)由图可知,当pH=9时,该溶液中主要存在的阴离子有Cl-、ClO-;
(8)根据图中信息可知当pH=7.5时,K=c(H+)=10-7.5,25℃时,K=10-14,
ClO-+H2OHClO+OH-的K==。
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