Question

【題目】合成氨工業(yè)上常用下列方法制備H2：

方法I:C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)

方法Ⅱ:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

(1)已知

①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=一394 kJ·mol一1

②2C(s,石墨)+O2(g)=2CO(g) △H2=一222 kJ·mol-1

③2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H3=一484 kJ·mol-1

試計算25℃時由方法Ⅱ制備1 000 g H2所放出的能量為______________。

(2)在一定的條件下，將C(s)和H2O(g)分別加入甲、乙兩個密閉容器，發(fā)生反應(yīng)C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)。其相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

①T1____T2(填“>”“=”或“<”)；T1℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______________。

②乙容器中，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到1.5 min時，H2O(g)的物質(zhì)的量濃度范圍是__________。

③在密閉恒容的容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是____________(填序號)。

A．V逆(CO2)=2V正(H2)

B．混合氣體的密度保持不變

C．c(H2O)：c(CO2)：c(H2)=2：1：2

D．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變

(3) 現(xiàn)有0.175 mol/L 醋酸鈉溶液500 mL(已知醋酸的電離平衡常數(shù)K=1.75×10-5)。

①下列圖像能說明醋酸鈉的水解反應(yīng)在t1時刻達(dá)到平衡的是________(填序號，下同)。

A．溶液中c(Na+)與反應(yīng) 時間t的關(guān)系

B．CH3COO一的水解速率與反應(yīng)時間t的關(guān)系

C ．溶液的pH與反應(yīng)時間t的關(guān)系

D．K與反應(yīng)時間t的關(guān)系

②在醋酸鈉溶液中加入下列少量物質(zhì)，水解平衡向正反應(yīng)方向移動的有_____________ 。

A．冰醋酸B．純堿固體c．醋酸鈣固體D．氯化銨固體

(4)在醋酸鈉溶液中加入少量冰醋酸后，溶液中微粒濃度的關(guān)系式能成立的有________。

A．c(CH3COO一)+c(CH3COOH)>c(Na+)

B．c(Na+)> c(CH3COO一)>c(H+)>c(OH一)

C．c(CH3COO一)> c(Na+)> c(H+)>c(OH一)

D．c(CH3COO一)>c c(H+)>c(OH一)> c(Na+)

(5)欲配制0．175 mol/L醋酸鈉溶液500 mL，可采用以下兩種方案：

方案一：用托盤天平稱取_________g無水醋酸鈉，溶于適量水中，配成500 mL溶液。

方案二：用體積均為250 mL且濃度均為_____________的醋酸與氫氧化鈉溶液混合而成(設(shè)混合后的體積等于混合前兩者體積之和)。在室溫下，0.175 mol/L醋酸鈉溶液的pH約為_______________。

Answer 1

【答案】 20500 KJ > 12．8 大于 0.8mol/L 小于1．4 mol/L BD BC CD AC 7.2 0.35mol/L 9

【解析】(1)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的，△H=△H1-△H2-△H3=-394kJmol-1-(-111kJmol-1)-(-242kJmol-1)=-41kJmol-1，所以制備1000g H2所放出的能量為20500kJ，故答案為：20500 kJ；

(2)①如果兩者溫度相等，甲相對乙，甲平衡時H2(g)平衡量為2.4mol，而是3.2，說明溫度改變平衡正向移動，而正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以T1＞T2；

由表中數(shù)據(jù)可知，平衡時氫氣的物質(zhì)的量為3.2mol，則：

C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)

開始(mol)：2400

轉(zhuǎn)化(mol)：1.63.21.63.2

平衡(mol)：0.40.81.63.2

平衡常數(shù)K= = =12.8，故答案為：＞；12.8；

②3min內(nèi)水蒸氣的濃度變化量=氫氣的濃度變化量的= =1.2mol/L，隨反應(yīng)進(jìn)行，物質(zhì)的濃度降低，反應(yīng)速率變小，故前1.5min水的濃度變化量大于后1.5min水的濃度變化量，故反應(yīng)進(jìn)行到1.5min時，H2O(g)的物質(zhì)的量濃度小于2mol/L-1.2mol/L× =1.4mol/L，但需要大于平衡時的0．8mol/L，故答案為：0．8mol/L ＜c(H2O)＜1.4mol/L；

③A．V逆(CO2)= V逆(H2)=2V正(H2)，正逆速度不等，故不選；B混合氣體的密度保持不變，說明氣體質(zhì)量不變，正逆速度相等，故選；C．c(H2O)：c(CO2)：c(H2)=2：1：2，而不是不變，故不選；D．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量未平衡時在變，現(xiàn)在保持不變，說明已達(dá)平衡狀態(tài)，故選；故選BD；

(3)①A．鈉離子不水解，所以濃度始終不變，故A錯誤；B．醋酸根離子開始時水解速率最大，后逐漸減小，平衡時不再變化，故B正確；C．隨著水解的逐漸進(jìn)行，pH逐漸增大，平衡時不再變化，故C正確；D．KW是一溫度常數(shù)，溫度不變，KW不變，故D錯誤；故選BC；

②A．加入冰醋酸溶液中醋酸濃度增大，平衡左移，故A錯誤；B．加入純堿固體，對平衡體系的離子濃度無影響，平衡不移動，故B錯誤；C．加入醋酸鈣固體，溶液在醋酸根離子濃度增大，平衡右移，故C正確；D．加入氯化銨固體，銨根離子與水解生成的氫氧根離子結(jié)合成一水合氨，使溶液中氫氧根離子濃度減小，平衡右移，故D正確；故選CD；

(4)A．加入冰醋酸，使醋酸根離子濃度增大，但鈉離子濃度不變，所以存在c(CH3COO-)+c(CH3COOH)＞c(Na+)，故A正確；B．加入少量冰醋酸，平衡左移，醋酸根離子濃度增大，大于鈉離子濃度，故B錯誤；C．加入冰醋酸，當(dāng)溶液中醋酸濃度較大時，醋酸的電離大于醋酸根離子的水解程度，醋酸根離子濃度增大，溶液呈酸性，故C正確；D．無論是否電離程度大于水解程度，都不會存在c(OH-)＞c(Na+)，故D錯誤；故選AC；

(5)有m=nM=cVM=0.175mol/L×0.5L×82g/mol=7.175g，所以托盤天平稱量的質(zhì)量為7.2g，醋酸與氫氧化鈉等濃度等體積混合，混合后的溶液濃度減半為0.175mol/L，所以原來的濃度為0.35mol/L，故答案為：7.2；0.35mol/L。