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(13分)(一)已知水的电离平衡曲线如图所示,试回答下列问题: (1)E对应的温...

(13分)(一)已知水的电离平衡曲线如图所示,试回答下列问题:

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(1)E对应的温度下,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_______           _

(2)B对应温度下,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合设混合后溶液的体积与原两溶液体积之和,所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2=___________________

膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5,装置图如下。

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(1)A装置是________________,B装置是____________填“原电池”或“电解池”

(2)N2O5在电解池的______________填“c极”或“d极”区生成,其电极反应式为__________________

(3)A装置中通入SO2一极的电极反应式为              

(4)若A装置中通入SO2的速率为224 L·min-1标准状况,为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则左侧水的流入速率应为_______________mL·min-1

 

(13分)(一)10:1 9:11 (各2分) (二)(1)原电池 电解池 (各1分) (2)c极(1分)N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+ (2分) (3)SO2-2e-+ 2H2O == SO42-+4H+(2分) (4)13.4 (2分) 【解析】 试题分析:(一)E点对应的氢离子和氢氧根离子浓度都为10-7mol/L,说明是常温,水的离子积常数为10-14,酸碱混合后溶液的pH为7,说明溶液为中性,则氢氧根物质的量=氢离子物质的量,V碱×10-5=V酸*10-4,V碱:V酸= 10:1;B点对应的水的离子积常数为10-12,pH=11的苛性钠溶液氢氧根离子浓度为0.1mol/L,pH=1 的硫酸中氢离子浓度为0.1mol/L,二者混合后溶液的pH=2,则氢离子浓度为0.01mol/L,所以有0.01(V1+V2)=0.1V2-0.1V1 解V1:V2= 9:11。(二)(1)装置A通入二氧化硫和氧气,是原电池,B为连接电源的电解池。(2)通入氧气的一极为原电池的正极,与正极连接的电极为阳极,四氧化二氮变成五氧化二氮,氮元素化合价升高,失去电子,在阳极反应,所以在c极生成五氧化二氮。电极反应为:N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+(3)二氧化硫为原电池的负极,失去电子生成硫酸根离子,电极反应为:SO2-2e-+ 2H2O == SO42-+4H+。 (4)根据电极反应分析,要是硫酸溶液的浓度维持不变,需要水的量由两部分组成,一是反应消耗的水,二是稀释用的水,每分钟通入二氧化硫0.1摩尔,反应消耗水0.2摩尔,生成0.1摩尔硫酸,根据原硫酸的浓度为50%知道需要稀释用9.8克水,因此共需要水9.8+3.6= 13.4克。 (2分) 考点: 原电池和电解池的原理 【名师点睛】水是弱电解质,温度不同,电离程度不同,温度升高,促进水电离,水的离子积常数=c(H+)c(OH-),升温水的离子积常数也增大,pH减小,但水仍为中性。  
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(8分)W、X、Y、Z分别为H、C、N、O元素。

(1)由XW4、Z2和KOH溶液组成的新型燃料电池中,负极上发生反应的电极反应式为_____________

(2)已知:2YZ2(g) 满分5 manfen5.com Y2Z4(g)  ΔH<0。在恒温恒容条件下,将一定量YZ2和Y2Z4的混合气体通入容积为2 L的密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如下图所示。

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①a、b、c、d四个点中,化学反应处于平衡状态的是点___________________。

②25 min时,增加了______________(填物质的化学式)___________________mol。

③a、b、c、d四个点所表示的反应体系中,气体颜色由深到浅的顺序是_________________(填字母)。

 

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(16分)(一N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。

(1)一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:2N2O5(g)满分5 manfen5.com4NO2(g)+O2gΔH>0

①反应达平衡后,若再通入一定量氮气,则N2O5的转化率将                     。(填“增大”或“减小”、“不变”)

②下表为反应在T1温度下的部分实验数据:

 

t/s

0

500

1000

cN2O5/mol·L-1

500

352

248

 

则500s内N2O5的分解速率为                  

③在T2温度下,反应1 000 s时测得NO2的浓度为498 mol·L-1,则T2            T1

(二)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:

2NO2(g)+NaCl(s)满分5 manfen5.comNaNO3(s)+ClNO(g  K1   H < 0  (I)

2NO(g)+Cl2(g)满分5 manfen5.com2ClNO(g              K2   H < 0  (II)

(1)4NO2(g)+2NaCl(s)满分5 manfen5.com2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=           (用K1、K2表示)。

(2)为研究不同条件对反应(II)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入02mol NO和01mol Cl2,10min时反应(II)达到平衡。测得10min内v(ClNO)=75×10-3mol•L-1•min-1,则平衡后n(Cl2)=

             mol,NO的转化率а1=                。其它条件保持不变,反应(II)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率а2         а1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2            (填“增大”“减小”或“不变”。

已知Cs+H2Og=COg+H2gΔH=akJ·mol-1

2Cs+O2g=2COg ΔH=-220kJ·mol-1

H-H、O=O和O-H键的键能分别为436、496和462kJ·mol-1,则a为           

 

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(14分)(一)如图所示,甲、乙是电化学实验装置,请回答下列问题:

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(1)若甲、乙两个烧杯中均盛放饱和NaCl溶液。

①甲中石墨棒上的电极反应式是___________________

②乙中总反应的离子方程式为___________         

若乙中含010 mol·L-1NaCl溶液400mL,当阳极产生气体为560mL(标准状况下)时,溶液的pH=        (假设溶液体积变化忽略不计),转移电子的个数为              

(二)(1)与MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为                   

(2)某燃料电池以CO为燃料,以空气为氧化剂,以熔融态K2CO3为电解质。写出该燃料电池负极的电极反应式:                   

已知:N2g+O2g===2NOg     ΔH=+1805 kJ/mol;

2Cs+O2g===2COg             ΔH=-2210 kJ/mol;

Cs+O2g===CO2g              ΔH=-3935 kJ/mol

尾气转化的反应之一为NO和CO生成N2和CO2,则该反应的热化学方程式为:                   

 

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反应A+B→C分两步进行:①A+B→X,②X→C,反应过程中能量变化如图所示,E1表示反应A+B→X的活化能。下列有关叙述正确的是

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A.E2表示反应X→C的活化能

B.X是反应A+B→C的催化剂

C.反应A+B→C的ΔH<0

D.加入催化剂可改变反应A+B→C的焓变

 

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一定条件下存在反应:Cs+H2Og满分5 manfen5.comCOg+H2g△H>0。向甲、乙、丙三个恒容容器中加入一定量C和H2O,各容器中温度、反应物的起始量如下表,反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化如图所示。

 

容器

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容积

05 L

05 L

V

温度

T1

T2

T1

起始量

2 molC1 molH2O

1 molCO

1 molH2

4 molC

2 molH2O

 

下列说法正确的是

A.甲容器中,反应在前15 min的平均速率vH2=01 mol·L-1·min-1

B.丙容器的体积V < 05 L

C.当温度为T1 ℃时,反应的平衡常数K=225

D.乙容器中,若平衡时nH2O=04 mol,则T1 < T2

 

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