H2O; FeSO4; 故答案为:加水促进钛盐水解,加热促进钛盐水解,降低H+浓度促进钛盐水解;H2SO4;
(4)依题意A与适量氢氧化钠溶液恰好完全反应,FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2↓,根据开始加入A为2a×103mol,可知加入氢氧化钠为4a×103mol;后来又加入12b×103mol的A和2c×103mol的铁,由Na2SO4 、FeSO4、Fe2(SO4)3、Fe2O3等化学式的定量组成和n=2n守恒思想分别可求得以下各量:利用Na+离子守恒,(NaOH)(Na2SO4),可知Na2SO4物质的量为2a×103mol;利用SO42﹣离子守恒,n(FeSO4)=n(Na2SO4)+3n[Fe2(SO4)3],可知Fe2(SO4)3物质的量为(2a+12b﹣2a)×103mol×=4b×103mol;利用Fe元素守恒,n(FeSO4)+n(Fe)=2 n[Fe2(SO4)3]+2n(Fe2O3),可知n(Fe2O3)=(2a+12b+2c﹣4b×2)×103mol×=(a+2b+c)×103mol,计算得m(Fe2O3)=(160a+320b+160c)kg, 故答案为:160a+320b+160c.
【点评】本题考查制备方案的设计,题目难度中等,注意解答化工工艺流程题要全面分析理解流程中各个步骤各有何作用(即各工艺流程的目的是什么)、依次涉及何种反应原理、原料、产品、杂质、副产品等成分是什么、这些物质间如何进行转化等,在此基础上,根据各设问,步步深入,进行快速解答,试题培养了学生的分析能力及化学实验能力.
3、(本题共12分)
24.(2016虹口二模)(12分)氮有多种化合价,能形成多种化合物.工业上用活性炭还原法处理NO,有关反应为:C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g).向密闭的2L容器中,加入NO和足量的活性炭,恒温条件下反应.
(1)若2min内气体密度增大了1.2g/L,则氮气的平均反应速率为 0.05 mol/(L?min). (2)该化学平衡常数表达式K=
,已知升高温度时,K增大,则
正反应为 吸热 (填“吸热”或“放热”)反应.
(3)在温度不变的情况下,要提高NO的平衡转化率,可以采取的措施是 移走生成物N2和(或)CO2 .
(4)下列各项能判断该反应达到平衡的是 cd (填序号字母). a.容器内压强保持不变 b.2v正(NO)=v逆(N2) c.容器内CO2的体积分数不变 d.混合气体的密度保持不变
+
(5)已知NaNO2溶液呈碱性,则NaNO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是 c(Na)>c
﹣﹣+
(NO2)>c(OH)>c(H) .
(6)常温下,NaOH溶液和HNO2溶液等体积混合后,所得溶液的pH=7,下列关系正确的是 bd .
a.c(Na)>c(NO2) b.c(Na)=c(NO2)
﹣﹣++
c.c(Na)<c(NO2) d.c(Na)>c(OH)
6
+
﹣
+
﹣
考点: 化学平衡的影响因素;反应速率的定量表示方法;化学平衡常数的含义;化学平衡状态的判断;酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算. 专题: 化学平衡专题. 分析: (1)气体密度增大了1.2g/L,可以计算出固体C的质量减小了2.4g,可以计算氮气的物质的量的变化量,进而计算反应速率; (2)化学平衡常数K=,对于吸热反应,温度升高,K增大; (3)在温度不变的情况下,要提高NO的平衡转化率,只要是化学平衡正向移动即可; (4)达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,各个组分的浓度不变,据此回答判断; (5)NaNO2溶液呈碱性,是因为亚硝酸根离子水解导致的,据此回答; (6)根据溶液中的电荷守恒以及离子浓度的大小关系来判断. 解答: 解:(1)根据题意,气体密度增大了1.2g/L,计算出固体C的质量减小了2.4g,则生成氮气的物质的量是=0.2mol,所以氮气表示的反应速率v===0.05mol/(L?min),故答案为:0.05; (2)化学平衡常数K==,温度升高,K增大,则该反应是吸热反应,故答案为:;吸热; (3)在温度不变的情况下,减小产物的浓度可以让平衡争相与移动,从而提高NO的平衡转化率,故答案为:移走生成物N2和(或)CO2; (4)a.该反应是前后系数和相等的反应,当容器内压强保持不变,不一定平衡,故a错误; b.2v正(NO)=v逆(N2),不能证明正逆反应速率相等,故b错误; c.容器内CO2的体积分数不变,证明达到了平衡,故c正确; d.混合气体的密度ρ=,质量是变化的,V不变,所以当密度保持不变,证明达到了平衡,故d正确. 故选cd; (5)NaNO2溶液呈碱性,c(OH)>c(H),是因为亚硝酸根离子水解导致的,所﹣﹣﹣+++以c(Na)>c(NO2),即c(Na)>c(NO2)>c(OH)>c(H),故答案﹣﹣++为:c(Na)>c(NO2)>c(OH)>c(H); ﹣+(6)NaOH溶液和HNO2溶液等体积混合后,所得溶液的pH=7,则c(OH)=c(H),﹣﹣++根据电荷守恒,则c(Na)=c(NO2),离子浓度关系是:c(Na)=c(NO2)>c﹣﹣++(OH)=c(H),所以c(Na)>c(OH),故答案为:bd. 点评: 本题综合考查学生化学反应速率的计算、化学平衡的移动、平衡状态的判断以及溶液7
﹣+中离子浓度大小关系等知识,注意知识的归纳和整理是关键,难度不大. 4、(十一校联考) (本题共12分)
利用氮气、氢气在一定条件下生成氨气这一可逆反应来合成氨,是一个重要的化工反应。常
用来生产液氨和氨水。 完成下列填空:
28.右图表示合成氨时生成1mol生成物时的能量变化,E的单位为kJ。请写出合成氨的热
化学方程式___________________(热量用E1、E2或E3表示)。
该图中的实线与虚线部分是什么反应条件发生了变化?_______________________________。
29.在一定温度下,若将4amol H2和2amol N2放入VL的定容密闭容器中,2分钟后测得
N2的转化率为50%,则该段时间用H2表示的反应速率为_________________摩尔/(升?秒)。若此时再向该容器中投入a mol H2、amol N2和2amol NH3,判断平衡移动的方向是_______________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 30.液氨和水类似,也能电离:2NH3
NH4++ NH2,某温度时,其离子积K=2×l0-30。
-
该温度下:①将少量NH4Cl固体加入液氨中,K_____2×10-30(填“<”、“>”或“=”); ②将少量金属钠投入液氨中,完全反应后所得溶液中各微粒物质的量大小排列为:_________________________________
31.工厂生产的氨水作肥料时需要稀释。用水稀释0.1mol/L稀氨水时,溶液中随着水量的
增加而减少的是_________。
a.c(NH4+)/c(NH3?H2O) b.c(NH3?H2O)/c(OH-) c.c(OH-)/c(H+) d.c(H+)/c(NH4+) 【答案】 28.N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)+2(E3-E1)kJ (合理即可) ;催化剂;
8
29.0.025a/v;正向移动;
30.=;n(NH3)>n(NH2-)>n(Na+)>n(NH4+); 31.b、c ; 【解析】
试题分析:28.据反应图象,生成1mol生成物时的能量变化,△H=反应物活化能-生成物
活
化
能
=(E1-E3)KJ/mol
,
则
热
化
学
方
程
式
:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=2(E1-E3)kJ/mol;虚线部分和实线相比,只是活化能降低
了,反应物和生成物能量相等,所以,虚线部分是使用了催化剂时的能量变化图线,故答案为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=2(E1-E3)kJ/mol;催化剂;
29.由4amolH2和2amolN2放入VL的密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%,
则
N2 + 3H2 开始mol/L 2×
2NH3
来源学科网aa 4× 0 VVaaa转化mol/L 3× 2×
VVVaaa平衡mol/L 2×
VVV3a/V0.025a(2a/V)24V2用H2表示的反应速率为=mol/(L?s);K==2,若此时再向
120sVa(a/V )4该容器中投入amolH2、amolN2和2amolNH3,则浓度分别为:2×
aamol/L; 2×mol/L;VVa(4a/V)2V24×mol/L,则Q=2<K,则化学平衡正向移动,故答案为:4=Va(2a/V )0.025amol/(L?s);正向移动; V30.①K是温度的函数,温度不变K值不变,故答案为:=;
②2NH3
NH4++NH2-,将少量金属钠投入液氨中,2NH4++2Na=NH3↑+2Na++H2↑,平
衡正向移动,所以离子浓度大小关系为c(NH3)>c(NH2-)>c(Na+)>c(NH4+),即各微粒物质的量n(NH3)>n(NH2-)>n(Na+)>n(NH4+)故答案为:n(NH3)>n(NH2-)>n(Na+)>n(NH4+); 31.NH3?H2O
NH4++OH-,用水稀释促进电离,平衡正向移动,n(NH3?H2O)减少,n(NH4+)
增加,加水稀释促进一水合氨电离,溶液中c(OH-)、c(NH3.H2O)、c(NH4+)都减小,温
9
c(NH4+)度不变,水的离子积常数不变,则c(H)增大.a. 相当于比较
c(NH3?H2O)+
c(NH3?H2O)n(NH4+),分子增加,分母减小,所以值增大,故a错误;b.
c(OH-)n(NH3?H2O)n(NH3?H2O)c(OH-)相当于比较,分子减小,分母增加,所以值减小,故b正确;c.
n(OH-)c(H+)c(H+)分子减小,分母增加,所以值减小,故c正确;d.+分子增加,分母减小,所
c(NH4)以值增大,故d错误;故答案为:bc。
考点:考查了热化学方程式的书写、化学平衡的移动、化学平衡常数及其应用等相关知识。 5、(本题共12分)
28.(奉贤一模)硫化钠是一种重要的化工原料.工业上用硫酸钠来制得硫化钠.制备硫化钠的反应原理为:Na2SO4(s)+4H2(g)?Na2S(s)+4H2O(g)﹣Q,已知该可逆反应在1000℃时达到平衡,并保持反应器内恒温恒容.试回答下列问题:
(1)此可逆反应的平衡常数表达式可表示为 ,若只改变一个影响因素, 当平衡移动时,K值 不一定 变化(填“一定”或“不一定”);当K值变大时,逆反应速率 增大 .(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)该反应达到平衡时下列说法错误的是 d . a.容器内压强保持不变
b.氢气和水蒸汽的物质的量之比保持不变
c.加入少量Fe3O4固体,平衡向逆反应方向移动 d.移除部分Na2S固体,平衡向正反应方向移动
(3)该温度下,在2L盛有2.84g Na2SO4的密闭容器中通入H2气体,10分钟后测得固体质量为2.264g.则10分钟内H2的平均反应速率为 0.0018 mol/(L?min) .
(4)往Ba(ClO)2溶液中通入足量SO2气体后,溶液中的溶质是 H2SO4 HCl .
(5)向亚硫酸钠中滴加酚酞,溶液变为红色,若在该溶液中再滴入过量的BaCl2溶液,现象是 白色沉淀生成,溶液红色褪去 ,请结合离子方程式,运用平衡原理进行解释: 亚硫酸钠溶液水解成碱性,滴入酚酞成红色.SO3+H2O?HSO3+OH,加入氯化钡后,﹣2+2﹣2﹣Ba+SO3→BaSO3↓,降低了SO3的浓度,使得水解平衡往左移动,导致溶液中OH浓度降低,因此溶液红色褪去 . 【考点】化学平衡的影响因素. 【专题】化学平衡专题.
2﹣
﹣
﹣
【分析】(1)反应的平衡常数=,固体和纯液体不写入表达
式,平衡常数只随温度变化;反应是吸热反应,升温促进平衡正向进行,平衡常数增大;
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