甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
(1)反应②是________________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系,如左下图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_____________ K(B)(填“>”、“<”或“=”)。据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=_______ (用K1、K2表示)。
(3)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如右上图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是_____________________ 。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是_____________________ 。
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
请写出加入(通入)b物质一极的电极反应式_________________ ;
每消耗6.4g甲醇转移的电子数为_______________ 。
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下,将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合后,溶液中:2c(Ba2+)= c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数Ka为________________ 。
化学反应 | 平衡常数 | 温度℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) ![]() | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) ![]() | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g) ![]() | K3 |
(1)反应②是
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系,如左下图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)
(3)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如右上图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
请写出加入(通入)b物质一极的电极反应式
每消耗6.4g甲醇转移的电子数为
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下,将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合后,溶液中:2c(Ba2+)= c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数Ka为
更新时间:2017-02-27 22:46:24
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(0.4)
【推荐1】丙烯是产量仅次于乙烯的重要基本有机原料之一,丙烷脱氢制丙烯技术已经工业化。
I.无氧脱氢法:C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g) ∆H1=+124.3kJ/mol
(1)制丙烯的部分反应历程如图所示(TS代表过渡态,Pt4代表铂催化剂)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/12/99d1bd64-e4a9-44ad-a298-68122a675907.png?resizew=364)
由图可知,该反应的限速步骤是第___________ (填“一”或“二”)个C-H断键的反应。有利于该反应自发进行的条件是___________ (填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)在压强分别为0.1MPa和0.01MPa的条件下,在密闭容器中充入等量的C3H8,发生脱氢反应,C3H8和C3H6的平衡时物质的量分数随温度的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/12/a9c6f3b4-bda6-4019-afad-432574adae0d.png?resizew=356)
①在a、b、c、d四条直线中,分别表示0.01MPa时C3H8和C3H6物质的量分数的是___________ 、___________ 。
②p点对应的平衡常数Kp=___________ MPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ.氧化脱氢法:C3H8(g)+
O2(g)⇌C3H6(g)+H2O(g) △H1=-117.0kJ/mol
(3)在催化剂作用下,相同时间内,不同温度下C3H8氧化脱氢的转化率和C3H6的产率如下:
①C3H8的转化率随温度升高而上升的原因是___________ (答出1条即可)。
②已知:C3H6选择性=
×100%。随着温度升高,C3H6的选择性___________ (填“升高”“降低”或“不变”),可能的原因是___________ 。
I.无氧脱氢法:C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g) ∆H1=+124.3kJ/mol
(1)制丙烯的部分反应历程如图所示(TS代表过渡态,Pt4代表铂催化剂)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/12/99d1bd64-e4a9-44ad-a298-68122a675907.png?resizew=364)
由图可知,该反应的限速步骤是第
(2)在压强分别为0.1MPa和0.01MPa的条件下,在密闭容器中充入等量的C3H8,发生脱氢反应,C3H8和C3H6的平衡时物质的量分数随温度的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/12/a9c6f3b4-bda6-4019-afad-432574adae0d.png?resizew=356)
①在a、b、c、d四条直线中,分别表示0.01MPa时C3H8和C3H6物质的量分数的是
②p点对应的平衡常数Kp=
Ⅱ.氧化脱氢法:C3H8(g)+
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(3)在催化剂作用下,相同时间内,不同温度下C3H8氧化脱氢的转化率和C3H6的产率如下:
反应温度/℃ | 465 | 480 | 495 | 510 |
C3H8的转化率/% | 5.5 | 12.1 | 17.3 | 28.4 |
C3H6的产率/% | 4.7 | 9.5 | 12.8 | 18.5 |
②已知:C3H6选择性=
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【推荐2】回答下列问题:
(1)已知室温下CO的燃烧热为283 kJ/mol,则CO的燃烧热的热化学方程式为___________________________________ 。
(2)工业上利用CO和H2合成清洁能源CH3OH,其反应为:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH=-116kJ/mol
如图表示CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的示意图。X表示的是_____________ ,Y1_____ Y2(填“<”、“=”、“>”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/13/2159413383004160/2161870651793408/STEM/b70ff023fc7b4d64b92adbaa18e05e1f.png?resizew=149)
(3)合成甲醇的反应原理为:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),在1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500℃下发生反应,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/13/2159413383004160/2161870651793408/STEM/820e41aafc0f464c91a9e2b9978a5c85.png?resizew=208)
①反应进行到4min时,v(正)____ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。0~4min,CO2的平均反应速率v(CO2)=____________ mol·L−1·min−1。
②该温度下平衡常数为_____________ 。
③下列能说明该反应已达到平衡状态的是______________ 。
A.v正(CH3OH)=3v逆(H2)
B.CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1∶3∶1∶1
C.恒温恒压下,气体的体积不再变化
D.恒温恒容下,气体的密度不再变化
(4)为提高燃料的能量利用率,常将其设计为燃料电池。某电池以甲烷为燃料,空气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,以具有催化作用和导电性能的稀土金属为电极。写出该燃料电池的负极反应式:_____________________________ 。
(1)已知室温下CO的燃烧热为283 kJ/mol,则CO的燃烧热的热化学方程式为
(2)工业上利用CO和H2合成清洁能源CH3OH,其反应为:CO(g)+2H2(g)
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如图表示CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的示意图。X表示的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/13/2159413383004160/2161870651793408/STEM/b70ff023fc7b4d64b92adbaa18e05e1f.png?resizew=149)
(3)合成甲醇的反应原理为:CO2(g)+3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/13/2159413383004160/2161870651793408/STEM/1ae8b9f3c73a44aca41072d348e2f91c.png?resizew=33)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/13/2159413383004160/2161870651793408/STEM/820e41aafc0f464c91a9e2b9978a5c85.png?resizew=208)
①反应进行到4min时,v(正)
②该温度下平衡常数为
③下列能说明该反应已达到平衡状态的是
A.v正(CH3OH)=3v逆(H2)
B.CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1∶3∶1∶1
C.恒温恒压下,气体的体积不再变化
D.恒温恒容下,气体的密度不再变化
(4)为提高燃料的能量利用率,常将其设计为燃料电池。某电池以甲烷为燃料,空气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,以具有催化作用和导电性能的稀土金属为电极。写出该燃料电池的负极反应式:
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(0.4)
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【推荐3】水煤气(CO 和H2)是合成甲醇的重要原料,它可用水蒸气通过炽热的炭层制得:C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol
⑴该反应的平衡常数的表达式为:_________________ ;升高温度,K值将__________ ;容器中气体的平均相对分子质量将_____________ 。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑵上述反应达到平衡后,将体系中的C(s)部分移走,平衡将___________ (填序号)。
A.向左移 B.向右移 C.不移动
⑶下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有_________ (填序号)。
A.单位体积内每消耗1molCO的同时生成1molH2
B.混合气体总物质的量保持不变
C.生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等
D.H2O(g)、CO、H2的浓度相等
⑷上述反应在t0时刻达到平衡(如图),若在t1时刻改变某一条件,请在图中继续画出t1时刻后c(CO)随时间的变化曲线:________
①缩小容器体积(用实线表示)。
②降低温度(用虚线表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/12/22/1625941826453504/1625941826846720/STEM/d3e84c076452446da536c19e4d60c6ca.png?resizew=207)
⑸某温度下,将4.0mol H2O(g)和足量的炭充入2L的密闭容器中,发生如下反应,C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),达到平衡时测得K=1,则此温度下H2O(g)的转化率为____________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/12/22/1625941826453504/1625941826846720/STEM/de05fdaea5cb45c5ad203939f43d6e7e.png?resizew=34)
⑴该反应的平衡常数的表达式为:
⑵上述反应达到平衡后,将体系中的C(s)部分移走,平衡将
A.向左移 B.向右移 C.不移动
⑶下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有
A.单位体积内每消耗1molCO的同时生成1molH2
B.混合气体总物质的量保持不变
C.生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等
D.H2O(g)、CO、H2的浓度相等
⑷上述反应在t0时刻达到平衡(如图),若在t1时刻改变某一条件,请在图中继续画出t1时刻后c(CO)随时间的变化曲线:
①缩小容器体积(用实线表示)。
②降低温度(用虚线表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/12/22/1625941826453504/1625941826846720/STEM/d3e84c076452446da536c19e4d60c6ca.png?resizew=207)
⑸某温度下,将4.0mol H2O(g)和足量的炭充入2L的密闭容器中,发生如下反应,C(s)+H2O(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/12/22/1625941826453504/1625941826846720/STEM/7b7b8b729b9245d28dd8e8cf6409d486.png?resizew=33)
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解题方法
【推荐1】汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车家装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81a35bb4bdb2e2a108628250953c08a8.png)
(1)该反应在___________ (填“高温、低温或任何温度”)下能自发进行。
(2)对于该反应,改变某一反应条件(温度
),下列图象正确的是___________(填标号)。
(3)某实验小组模拟上述净化过程,一定温度下,在
的恒容密闭容器中,起始时按照甲、乙两种方式进行投料。甲:
乙:
,经过一段时间后达到平衡状态。
①
的平衡体积分数:甲___________ 乙(填“>、=、<或不确定”,下同)。
②
的平衡浓度:甲___________ 乙。
③甲中
的转化率为
,该反应的平衡常数为___________ 。
已知
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81a35bb4bdb2e2a108628250953c08a8.png)
(1)该反应在
(2)对于该反应,改变某一反应条件(温度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad30b195220bbbfc76920c79d0ba75cf.png)
A.![]() | B.![]() | C.![]() | D.![]() |
(3)某实验小组模拟上述净化过程,一定温度下,在
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0ecaf931fad020f6567385e693553a2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd0a5affd53399266d613198e8d6838c.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
③甲中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b1065ae0947705c7d16a5a86c78f07e.png)
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【推荐2】催化氧化二氧化硫是 工业制硫酸的主要反应。
Ⅰ:
K1(浓度平衡常数)
为研究该反应,某同学设计了以下三种已装固体
催化剂的密闭容器装置。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/4/b68d9261-71de-4cec-8cbd-b6b0fdf81660.png?resizew=394)
(1)在初始体积与温度相同的条件下,甲、乙、丙中均按2 molSO2、1 molO2投料,达平衡时,三个容器中
的转化率从大到小的顺序为________________ (用“甲、乙、丙”表示)。
(2)在容器丙中,0.1 MPa下,在不同温度或不同投料方式下研究上述反应得到数据如下表。
①表中:a=____________ ;b=____________ 。
②已知用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算,得到的平衡常数即为压强平衡常数,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/52518c78e289ed21ebf28ffed290a09f.png)
____________ ;![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/621d55b63735b999168cb436e48bc459.png)
____________
(填“
”、“
”或“
”)。
③451℃下,若按
、
、
进行投料,则反应开始时![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e697e90e6d0e5032389359b55e04db77.png)
____________
(填“
”、“
”或“
”)。
(3)将上述固体催化剂
换成
气体,同样可以起到催化作用,此催化过程如下:
Ⅱ:
(浓度平衡常数)
Ⅲ:
(浓度平衡常数)
则
=____________ ,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/608dac33274ccc2ee2cd75279bb5b1f5.png)
____________ (用含有
、
的表达式表示)。
Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/89da4a847c9d1725812f16d18411fb25.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9955b216a15137518e1d9363ab013b9b.png)
为研究该反应,某同学设计了以下三种已装固体
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f70a6fcb37772d09130c9cfc6d681f15.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/4/b68d9261-71de-4cec-8cbd-b6b0fdf81660.png?resizew=394)
(1)在初始体积与温度相同的条件下,甲、乙、丙中均按2 molSO2、1 molO2投料,达平衡时,三个容器中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
(2)在容器丙中,0.1 MPa下,在不同温度或不同投料方式下研究上述反应得到数据如下表。
实验序号 | A组 | B组 | C组 |
反应温度 | ![]() | ![]() | ![]() |
反应物投入量 | ![]() ![]() | ![]() | ![]() ![]() |
含硫化合物的转化率 | ![]() | b | c |
反应的能量变化 | 放出a kJ | 吸收79.08 kJ | 放出d kJ |
压强平衡常数(![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
①表中:a=
②已知用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算,得到的平衡常数即为压强平衡常数,则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/52518c78e289ed21ebf28ffed290a09f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/621d55b63735b999168cb436e48bc459.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/97cd22f1a59bc140860f9b6930bcbd25.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/392cdb9d30684cce244bef94b8d861b9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ff7942da6c3fc4005256fb1458557c0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
③451℃下,若按
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ce06ee6fd475f5b1717260fc4684ebb3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b1351462c409b18cac34b5fc20e3aed0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ad934aae483a996da3b7423e12a2ed3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e697e90e6d0e5032389359b55e04db77.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2045e8db6705f99beeba0f677257c5dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/392cdb9d30684cce244bef94b8d861b9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ff7942da6c3fc4005256fb1458557c0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
(3)将上述固体催化剂
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f70a6fcb37772d09130c9cfc6d681f15.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c584f96be253d687c437eb9dc23a4f14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c14983972abebd4af90ad18ba67d8e06.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
Ⅲ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7f45a612d71aa668910139d1133accb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5ee48346ea41da6ba67a95e6f0d9cac0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b994a3d0126e44d032969365e6ebc25.png)
则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c14983972abebd4af90ad18ba67d8e06.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/608dac33274ccc2ee2cd75279bb5b1f5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
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【推荐3】一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) ΔH4
则ΔH4=___ (用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比[
=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/8/370c3b6a-04b8-48bf-bf07-8981aac23c5c.png?resizew=209)
①a__ 3(填“>”、“<”或“=”);M、N两点反应的平衡常数KM__ KN(填填“>”、“<”或“=”)
②M点乙烯体积分数为__ ;(保留2位有效数字)
③300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为__ ;
(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/8/6ac7850a-a9fa-435c-b958-a455a1f30b20.png?resizew=612)
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加__ 助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是__ ;
②下列说法正确的是__ ;
a.第ⅰ步所反应为:CO2+H2
CO+H2O
b.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/8/9de2aef2-ca46-4c7a-86bf-8680fcaf3229.png?resizew=216)
①b极接的是太阳能电池的__ 极;
②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应式__ 。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c352289143a7eb0dc8491ac2701aff9.png)
则ΔH4=
(2)反应④的反应温度、投料比[
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3c6623b2015c223c5d7ca447766a23b5.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/8/370c3b6a-04b8-48bf-bf07-8981aac23c5c.png?resizew=209)
①a
②M点乙烯体积分数为
③300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为
(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/8/6ac7850a-a9fa-435c-b958-a455a1f30b20.png?resizew=612)
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率 (%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加
②下列说法正确的是
a.第ⅰ步所反应为:CO2+H2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
b.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/8/9de2aef2-ca46-4c7a-86bf-8680fcaf3229.png?resizew=216)
①b极接的是太阳能电池的
②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应式
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(0.4)
【推荐1】铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。回答下列问题:
(1)
常用作反应的催化剂。
①
可由
和硫黄混合后进行反应,经湿磨、热水洗涤、压滤、干燥、粉碎制得,该反应的化学方程式为_______ 。
②一定条件下,用
、
和
作催化剂对燃煤烟气进行回收,使
转化生成
。其他条件相同情况下,相同时间内
的转化率随反应温度的变化如图所示。不考虑其他因素,催化效果最好的催化剂为_______ ,其最适宜温度范围为_______ 。a点后
的转化率减少的主要原因可能是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/9/f09dbf10-f57b-4c8b-8ead-7aa08d2e1518.png?resizew=294)
(2)在一定条件下,
溶液中存在以下平衡。
(i)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8733c2e3968fbaaf0316a94870a9269d.png)
(ii)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/91502adf92cd2b5535e74a2828be61f8.png)
①下列有关
溶液的说法正确的有_______ 。
A.加入少量水稀释,溶液中
减少
B.加入少量
溶液,反应(i)的平衡逆向移动
C.加入少量硫酸,溶液的
减小,水的电离程度不变
D.加入少量
固体,其他条件不变,平衡时
与
的比值保持不变
②
时,
溶液中![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ff837f4ef8f67993f447ede8fb3c432.png)
_______
(填“>”“<”或“=”),![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/67cd24ce27718ce734b7acee618cd903.png)
_______ (用含离子浓度的式子表示)。
③
溶液中
随
的变化关系如图所示,则溶液中
的平衡浓度为_______ ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c4d9129b79ac985bc46c88b092aeb02.png)
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e69543ac78059865fd90c1987b7f221b.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e69543ac78059865fd90c1987b7f221b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/211840e89dafdb76df0e15c2612acdd9.png)
②一定条件下,用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e69543ac78059865fd90c1987b7f221b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da061d631f267f55733d07f8dea0ad94.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd64433131ff93fd151abc85cfe05dba.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a454a2c91ace8ef50412a6adf91f8086.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/9/f09dbf10-f57b-4c8b-8ead-7aa08d2e1518.png?resizew=294)
(2)在一定条件下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/211840e89dafdb76df0e15c2612acdd9.png)
(i)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8733c2e3968fbaaf0316a94870a9269d.png)
(ii)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/91502adf92cd2b5535e74a2828be61f8.png)
①下列有关
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fbf2efe9f1923f8446447a5b4a27ba68.png)
A.加入少量水稀释,溶液中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dec61de0887d901937accf74bd8b1c76.png)
B.加入少量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ce93086f0133444d40743d654cba1c55.png)
C.加入少量硫酸,溶液的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1066e53bf79a3cdff7ec2934bd09e272.png)
D.加入少量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/211840e89dafdb76df0e15c2612acdd9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2cbb032619572556fe7d0ef575839c54.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b0c4d7f8cd94de0a228af44585570489.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c7889f265b1bac6f19624eb93f5dbdc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/211840e89dafdb76df0e15c2612acdd9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ff837f4ef8f67993f447ede8fb3c432.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dec61de0887d901937accf74bd8b1c76.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/67cd24ce27718ce734b7acee618cd903.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06783abd1f49e605321b8144ad6e42dc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/77c6d76f25d48d4703c7063e9add38aa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1066e53bf79a3cdff7ec2934bd09e272.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/99a7672b814e0737f015059223c03fa3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c4d9129b79ac985bc46c88b092aeb02.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/9/b6ece4d0-69f3-404a-9fb1-7b15f3a202db.png?resizew=260)
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【推荐2】CO2的资源化利用和转化技术的研究对实现碳达峰和碳中和有重要意义。
(1)在席夫碱(含“−RC=N−”有机物)修饰的纳米金催化剂上,CO2直接催化加氢生成甲酸。其反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注,TS为过渡态。
该历程中起决速步骤的化学方程式是___________ 。
(2)我国科学家以Si/Bi材料作光电阴极。CO2饱和的0.5 mol ·L-1的KHCO3溶液作电解液(pH =7.4) ,将CO2转化为HCOO-,原理如图所示。根据图示,写出光电阴极的电极反应式:___________ 。
(3)CO2与H2在催化剂作用下可转化为CH3OH,主要反应如下:
反应1:CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) ΔH1
反应2:CO2(g) +H2(g)
CO(g) +H2O(g) ΔH2
①已知:在一定温度下,由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。下表为几种物质在298 K的标准摩尔生成焓:
则ΔH1 = ___________ 。
②若起始按
=3投料,测得CO2的平衡转化率(X - CO2)和CH3OH的选择性(S – CH3OH)随温度、压强的变化如图所示[已知:S –CH3OH =![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4c0e7f1eea5d237f207603d7f48bc8ab.png)
i.p1___________ (填 “>”或“<”)p2。
ii.温度高于350°C后,在压强p1和p2下,CO2的平衡转化率几乎交于一点的原因是________ 。
iii.250 °C时反应2的压强平衡常数Kp=___________ ( 结果保留2位有效数字)。
(4)一定条件下,CO2可形成干冰,干冰的晶胞模型如图所示。在干冰中,与一个CO2分子紧邻的分子共有___________ 个。若晶胞参数是a nm,干冰的密度为ρg· cm-3,则阿伏加德罗常数为___________ (用含a 、ρ的代数式表示)。
(1)在席夫碱(含“−RC=N−”有机物)修饰的纳米金催化剂上,CO2直接催化加氢生成甲酸。其反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注,TS为过渡态。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/31/cd34afcb-5c60-496d-9a56-a092274b1469.png?resizew=370)
该历程中起决速步骤的化学方程式是
(2)我国科学家以Si/Bi材料作光电阴极。CO2饱和的0.5 mol ·L-1的KHCO3溶液作电解液(pH =7.4) ,将CO2转化为HCOO-,原理如图所示。根据图示,写出光电阴极的电极反应式:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/31/b20d4a7d-0904-477b-a5a4-b988dee14205.png?resizew=274)
(3)CO2与H2在催化剂作用下可转化为CH3OH,主要反应如下:
反应1:CO2(g) +3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
反应2:CO2(g) +H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①已知:在一定温度下,由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。下表为几种物质在298 K的标准摩尔生成焓:
物质 | CO2(g) | CH3OH(g) | H2O(g) | H2(g) |
标准摩尔生成焓/(kJ ·mol -1) | −393.51 | −201.17 | −241. 82 | 0 |
②若起始按
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3c6623b2015c223c5d7ca447766a23b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4c0e7f1eea5d237f207603d7f48bc8ab.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/30/d8b7c20d-34e8-4380-a422-9ca91958b242.png?resizew=407)
i.p1
ii.温度高于350°C后,在压强p1和p2下,CO2的平衡转化率几乎交于一点的原因是
iii.250 °C时反应2的压强平衡常数Kp=
(4)一定条件下,CO2可形成干冰,干冰的晶胞模型如图所示。在干冰中,与一个CO2分子紧邻的分子共有
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/31/f6cd05ab-f911-4861-9cbc-aa454ff8cab6.png?resizew=132)
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【推荐3】丙酮蒸气热裂解可生产乙烯酮,
,现对该热裂解反应进行研究,回答下列问题:
(1)①根据表格中的键能数据,计算![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
___________
;
②该反应在___________ (填“低温”或“高温”或“任意温度”)条件下可自发进行。
(2)在恒容绝热密闭容器中,充入丙酮蒸气,不能判断下列到达平衡状态的是___________ 。
A.
消耗速率与
生成速率相等
B.容器内压强不再变化
C.反应的平衡常数不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.
和
的浓度比保持不变
(3)丙酮的平衡转化率随温度、压强变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/11/e0330fa6-fa01-4b0c-9851-bc7014335bea.png?resizew=212)
①图中X表示的物理量是___________ ;
②A、C两点化学平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b23d08f125873b66e1233472050914b.png)
___________
(填“>”、“<”或“=”);
③恒容下,既可提高反应速率,又可提高丙酮平衡转化率的一条合理措施是___________ 。
(4)在容积可变的恒温密闭容器中,充入丙酮蒸气维持恒压(110 kPa)。
①经过时间t min,丙酮分解10%。用单位时间内气体分压变化表示的反应速率v(丙酮)=_______ kPa/min;
②该条件平衡时丙酮分解率为a,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
___________ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c38960f3c265e4e49b8c7b79dc81e770.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d92a9a01739ffe21a97e84c7c62c823.png)
(1)①根据表格中的键能数据,计算
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
化学键 | ![]() | ![]() | C=C |
键能![]() | 412 | 348 | 612 |
(2)在恒容绝热密闭容器中,充入丙酮蒸气,不能判断下列到达平衡状态的是
A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/08b2f84badd674eb2b2f09ca4673580b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
B.容器内压强不再变化
C.反应的平衡常数不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/08b2f84badd674eb2b2f09ca4673580b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/521981899ff2eb449d1f8f58a6217903.png)
(3)丙酮的平衡转化率随温度、压强变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/11/e0330fa6-fa01-4b0c-9851-bc7014335bea.png?resizew=212)
①图中X表示的物理量是
②A、C两点化学平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b23d08f125873b66e1233472050914b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e579281706c2457d723bebe84db0d1f.png)
③恒容下,既可提高反应速率,又可提高丙酮平衡转化率的一条合理措施是
(4)在容积可变的恒温密闭容器中,充入丙酮蒸气维持恒压(110 kPa)。
①经过时间t min,丙酮分解10%。用单位时间内气体分压变化表示的反应速率v(丙酮)=
②该条件平衡时丙酮分解率为a,则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
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(0.4)
【推荐1】在25℃时,向浓度为0.1mol▪L-1、体积为1.0L的氨水中逐滴加入一定浓度的盐酸,用pH计测得溶液的pH随盐酸的加入量而降低的滴定曲线如图所示,d点两种溶液恰好完全反应。请根据图中信息回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/22/7ddc5af1-a910-4d2f-9214-837c70c130f4.png?resizew=193)
(1)在25℃时,NH3▪H2O的电离常数K=________ 。
(2)比较b、d两点时的溶液中,由水电离出的c(OH-)大小为b_____ (填“>”“<”或“=” )d。
(3)滴定过程中所用盐酸的pH=____________ 。
(4)滴定时,不考虑中和滴定放热引起的温度变化,由b点到c点的过程中,下列各选项中数值会发生变化的是_________ (填字母代号)。
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(1)在25℃时,NH3▪H2O的电离常数K=
(2)比较b、d两点时的溶液中,由水电离出的c(OH-)大小为b
(3)滴定过程中所用盐酸的pH=
(4)滴定时,不考虑中和滴定放热引起的温度变化,由b点到c点的过程中,下列各选项中数值会发生变化的是
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【推荐2】已知Ka(Kb)、Kw、Kh、Ksp分别表示弱酸的电离平衡常数(弱碱的电离平衡常数)、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶电解质的溶度积常数。通过查阅资料获得温度为25℃时以下数据:Kw=1.0×10-14,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HSCN)=0.13,Ka(HF)=4.0×10-4,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。
(1)为探究Mg(OH)2在酸中的溶解性,利用以上数据可以计算出反应:Mg(OH)2(s)+2CH3COOH(aq)
Mg2+(aq)+2CH3COO-(aq)+2H2O(l)在25℃时的平衡常数K=___________ ,并据此推断Mg(OH)2___________ (填“能”或“不能”)溶解于醋酸(已知1.83≈5.8)。
(1)为探究Mg(OH)2在酸中的溶解性,利用以上数据可以计算出反应:Mg(OH)2(s)+2CH3COOH(aq)
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(0.4)
【推荐3】盐酸、醋酸和碳酸是化学实验和研究中常用的几种酸。已知室温下:Ka(CH3COOH)=1.7×10-5 mol·L-1;H2CO3的电离常数Ka1=4.2×10-7mol·L-1 、 Ka2=5.6×10-11mol·L-1
(1)①请用离子方程式解释碳酸氢钠水溶液显碱性的原因______________ 。
②常温下,物质的量浓度相同的下列四种溶液:
a、碳酸钠溶液 b、醋酸钠溶液 c、氢氧化钠溶液 d、氢氧化钡溶液
其pH由大到小的顺序是:________ (填序号)。
(2)某温度下,pH均为4的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,其pH随溶液体积变化的曲线图中a、b、c三点对应的溶液中水的电离程度由大到小的顺序是______ ;该醋酸溶液稀释过程中,下列各量一定变小的是____________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/3/61c6ac22-27cf-4691-95cd-fcc77617ee4c.png?resizew=152)
a.c(OH-) b.c(H+)
c.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12789272654174f8fce3ffa530eaebbb.png)
d.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eb1064df3535a0a0c1cfaac68543ca10.png)
(3)以0.10 mol·L-1NaOH为标准液,测定某盐酸的浓度。取20.00 mL待测盐酸溶液放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用NaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
①滴定达到终点的标志是___________________________________________ 。
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为__________________ 。
(4)在t℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-a mol·L-1,c(OH-)=10-b mol·L-1,已知a+b=13,则:
①该温度下水的离子积常数Kw=___________ mol2·L-2。
②在该温度下,将100mL0.1 mol·L-1的稀H2SO4与100mL0.4 mol·L-1的NaOH溶液混合后,溶液的pH=_____________ 。
(1)①请用离子方程式解释碳酸氢钠水溶液显碱性的原因
②常温下,物质的量浓度相同的下列四种溶液:
a、碳酸钠溶液 b、醋酸钠溶液 c、氢氧化钠溶液 d、氢氧化钡溶液
其pH由大到小的顺序是:
(2)某温度下,pH均为4的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,其pH随溶液体积变化的曲线图中a、b、c三点对应的溶液中水的电离程度由大到小的顺序是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/3/61c6ac22-27cf-4691-95cd-fcc77617ee4c.png?resizew=152)
a.c(OH-) b.c(H+)
c.
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d.
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(3)以0.10 mol·L-1NaOH为标准液,测定某盐酸的浓度。取20.00 mL待测盐酸溶液放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用NaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
实验编号 | 氢氧化钠溶液的浓度 (mol·L-1) | 滴定完成时,氢氧化钠溶液滴入的体积(mL) | 待测盐酸的体积(mL) |
1 | 0.10 | 24.12 | 20.00 |
2 | 0.10 | 23. 88 | 20.00 |
3 | 0.10 | 24.00 | 20.00 |
①滴定达到终点的标志是
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为
(4)在t℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-a mol·L-1,c(OH-)=10-b mol·L-1,已知a+b=13,则:
①该温度下水的离子积常数Kw=
②在该温度下,将100mL0.1 mol·L-1的稀H2SO4与100mL0.4 mol·L-1的NaOH溶液混合后,溶液的pH=
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