于水解程度,溶液呈酸性,y<7,pKa1=1.89,则Ka1=10-1.89,Ka1=
c?HR??c(H?)c(H2R),同理
c(R2?)?c(H?)c?HR??c(H?)c(R2?)?c(H?)c(R2?)?c2(H?)Ka2=Ka2=×=,则Ka1×,?c?HR??cHRc(H2R)??c(H2R)Ka1?Ka2c(R2?)?c(H?)10?1.89?10?7.21= =104.9>1,故D错误; 因此?? =??14c(H2R)?c(OH)c(H)c(OH)10答案选D。
7.用Li和石墨的复合材料以及纳米Fe2O3材料作电极的锂离子电池,在循环充放电过程中可实现对磁性的可逆调控(如图)。下列有关说法一定错误的是( )
A. 该电池的电解质溶液可以是硫酸溶液 B. 放电时,总反应式是6Li+Fe2O3=3Li2O+2Fe
C. 充电时,阳极的电极反应是2Fe+3Li2O-6e-= Fe2O3+6Li+ D. 充放电过程中,电池可在被磁铁不吸引和吸引之间循环调控 【答案】A
【详解】A.因为该电池中含有Li和Fe2O3,都可以与硫酸反应,故A错误;
B.放电时,Li作为负极,失电子被氧化,阳极Fe2O3得电子被还原,故放电时,总反应式是6Li+Fe2O3=3Li2O+2Fe,故B正确;
C.充电时,阳极与正极相反,阳极的电极反应是2Fe+3Li2O-6e-= Fe2O3+6Li+,故C正确; D.根据题目的示意图,充电过程是从右往左的过程,可以看到电池没有被磁铁吸引,因为充电过程的物质转化过程是由Fe和Li2O转化为Li和Fe2O3,因此充电时电池不能被磁铁吸引,放电过程的物质转化是由Li和Fe2O3转化为Fe和Li2O,有铁生成,因此放电时电池被磁铁吸引,故D正确; 故选A。
8.天然气可以制备大量的化工原料。请回答下列问题: (1)由天然气制备合成气(CO和H2),进而可合成H2C2O4。
①欲加快H2C2O4溶液使5mL0.01mol/L 酸性KMnO4溶液褪色,可采取的措施有_______、
______(写两点)。
②下列可以证明H2C2O4是弱酸的是___________。 A.H2C2O4可以分解为CO、CO2和H2O
B.常温下,0.1mol/LNaHC2O4溶液中c(HC2O4-)+c(C2O42-)<0.lmol/L C.0.1mol/LH2C2O4溶液25mL 可以消耗0.1mol/LNaOH溶液50mL D.常温下,0.05mol/L的H2C2O4溶液pH≈4 (2)已知:①CO(g)+H2(g)②CH4(g)
C(s)+H2O(g) △H1=-130kJ/mol
C(s)+2H2(g) △H2=+76kJ/mol
CO(g)+H20(g) △H3=+41kJ/mol 2H2(g)+2CO(g) △H=________。
③CO2(g)+H2(g)则CH4(g)+CO2(g)
(3)向2L容器中通入3molCO2、3molCH4,在不同温度下,以镍合金为催化剂,发生反应:CH4(g)+CO2(g)
2H2(g)+2CO(g)。平衡体系中CH4和CO2的体积分数如下图。
930K时的平衡常数K=_______(保留①高温下该反应能自发进行的原因是______________,两位小数)。
②请解释图中曲线随温度变化的原因______________。
CO2________CH4(填“大于”、“ 小于”或“等于”),③在700~1100K内,同温度下平衡转化率:结合(2)提供的反应分析,其原因可能是______________。
【答案】 (1). 升温 (2). 增大H2C2O4浓度、加Mn2+催化剂(任两点) (3). BD (4). +247kJ/mol (5). △S>0 (6). 3.72moL2/L2 (7). 正反应吸热,升温平衡向正反应方向移动,反应物体积分数减小 (8). 大于 (9). CO2+H2=CO+H2O副反应的量多于CH4 =C+2H2
【解析】(1)①升高温度,增大H2C2O4浓度都可以使反应速率加快;正确答案:增大H2C2O4浓度、加Mn2+催化剂(任两点)。
②H2C2O4可以分解为CO、CO2 和H2O,只能证明H2C2O4不稳定,易发生分解;A错误; NaHC2O4中HC2O-4
H++ C2O42-, HC2O4-+H2O
H2C2O4+OH-,根据物料守恒:
c(HC2O4-)+c(C2O42-)+ c(H2C2O4)=c(Na+),所以0.1mol/LNaHC2O4溶液中
c(HC2O4-)+c(C2O42-)<0.lmol/L,所以H2C2O4是弱酸,B正确;0.1mol/LH2C2O4溶液25mL可以消耗0.1mol/LNaOH溶液50mL恰好完全中和,不能证明H2C2O4是弱酸,C错误;常温下,如果0.05mol/L的H2C2O4溶液为强酸,c(H=)=0.1mol/L,pH=1,而实际pH≈4,H2C2O4是弱酸,D正确;正确选项BD。
(2)根据盖斯定律可知:②-①+③,可得CH4(g)+CO2(g)△H=+247kJ/mol; 正确答案:CH4(g)+CO2(g)
2H2(g)+2CO(g)
2H2(g)+2CO(g) △H=+247kJ/mol。
(3)①从图像可知,温度升高,平衡体系中CH4和CO2的体积分数,正反应为吸热反应,△H>0,△S>0,高温下该反应能自发进行; 设甲烷的变化量为x mol,容器的体积为2L; 根据反应:CH4(g)+CO2(g)
2H2(g)+2CO(g)
起始量 3 3 0 0 变化量 x x 2x 2x 平衡量 3-x 3-x 2x 2x
平衡体系中CH4的体积分数为20%,则(3-x)/ (3-x+3-x+2x+2x)=20%, x=9/7mol ; 各物质浓度:c(CH4 )=6/7mol/L ;c(CO2)= 6/7mol/L;c(H2)=9/7mol/L; c( CO)= 9/7mol/L;
c2(H2)×c2( CO)=(9/7)2×(9/7)2=(81/49)2,c(CH4 )×c(CO2)=6/7×6/7=36/42,930K时的平衡常数K=c2(H2)×c2( CO)/ c(CH4 )×c(CO2)= (81/49)2/36/42=3.72moL2/L2;正确答案:△S>0 ;3.72moL2/L2 。
②根据图像变化可知,升高温度,反应物体积分数减小,平衡右移,正反应为吸热反应;正确答案:正反应吸热,升温平衡向正反应方向移动,反应物体积分数减小。
③在700~1100K内,同温度下,二氧化碳体积分数小于甲烷的体积分数,说明二氧化碳消耗的多,平衡转化率大于甲烷;其原因可能是CO2+H2=CO+H2O副反应的量多于CH4 =C+2H2;正确答案:大于;CO2+H2=CO+H2O副反应的量多于CH4 =C+2H2。
?S<0,点睛:判断反应自发进行的条件,一般规律:①△H<0 、低温下自发进行;②△H<0 、?S>0,任何条件下都能自发进行;③△H>0 、?S<0,任何条件下不能自发进行;④ △H>0、?S>0,高温下自发进行。
9.氯化亚铜是化工和印染等行业的重要原料,广泛用作有机合成的催化剂。 2H2O热分解法制备CuCl,装置如图。 Ⅰ.甲采用CuCl2·
(1)仪器X名称是_______________,C中烧杯的试剂可以是__________。
(2)“气体入口”通入的气体是_______。
(3)反应结束后,取所得产品分析,发现其中含有氧化铜,其可能原因是______________。Ⅱ.乙另取纯净CuCl2固体用如下方法制备CuCl。
(4)操作②中反应的离子方程式为___________________。
(5)操作①中若用100 mL 10 mol/L盐酸代替0.2 mol/L盐酸,再通入SO2后,无白色沉淀产生。对此现象有如下两种猜想:
+
猜想一:c(H)过大导致白色沉淀溶解。为验证此猜想,取75gCuCl2固体、100 mL0.2 mol/L
盐酸及________mL10.0mol/LH2SO4配制成200 mL溶液,再进行操作②,观察是否有白色沉淀产生。
猜想二:_______________。请设计实验说明该猜想是否成立:_________________。 【答案】(1). 硬质玻璃管 (2). NaOH溶液 (3). HCl (4). HCl气流不足,导致Cu2+水解产生氢氧化铜,受热分解所得 (5). SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=SO42-+2CuCl↓+4H+ (6). 49 (7). c(Cl-)过大导致白色沉淀溶解 (8). 取少量白色沉淀加入到饱和氯化钠溶液中,搅拌,若白色沉淀溶解,说明猜想二成立,反之不成立
2H2O 【分析】I.热分解CuCl2?2H2O制备CuCl,发生的反应为2CuCl2·
2CuCl+Cl2↑+4H2O,CuCl2·2H2O受热时可能发生水解反应生因为氯化铜是强酸弱碱盐,成氢氧化铜和氯化氢,为抑制水解,气体入口需要通入HCl气体,然后加热A处试管,干燥管中无水硫酸铜变蓝,可以检验生成的水,D中NaOH溶液吸收尾气;
Ⅱ.(4)操作②为向含有铜离子、氯离子的溶液中通入二氧化硫气体,生成CuCl沉淀,据此书写反应的方程式;
(5)根据氢原子守恒分析解答;根据盐酸中含有的离子结合题意猜想并验证。 2H2O 【详解】I.(1)根据图示,仪器X为硬质玻璃管,2CuCl2·
2CuCl+Cl2↑+4H2O,氯
的
气有毒,所以氯气在C中用氢氧化钠吸收,故答案为:硬质玻璃管;NaOH溶液;
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