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平衡移动后,ΔH会变么?

关于题目的设问,源于一道关于平衡移动与反应热关系的题目。原题如下:

下列说法中正确的是                                                                                          (  )

A.SO2(g)+O2(g)==SO3(g) ΔH=-98.3 kJ/mol,当1 mol SO2(g)与1/2 mol O2(g)完全转化为SO3时反应放出的热量为98.3 kJ

B.2SO2(g)+O2(g)== 2SO3(g) ΔH1,则ΔH1>ΔHH数值由A项给出)

C.X(g)+Y(g) ==Z(g)+W(s) ΔH>0,平衡后加入X,ΔH增大

D.X(g)+Y(g) ==Z(g)+W(s) ΔH>0,平衡后加入少量Z,放出的热量增加

答案为D。分析如下:

A中没有指明转化成的SO3的状态,则反应放出的热量就不能确定为98.3 kJ。

B选项反应的物质的量是A选项的两倍,放出的热量就比A要多,放热反应,放出的热量越多,ΔH就越。

C选项很多人会认为是对的,理由是平衡后加入X,会使X的浓度增大,平衡右移,则ΔH增大。类比思考,NaOH和HCl反应的中和热大小为57.3kJ/mol,那是否意味着如果2molNaOH和2molHCl反应的中和热大小为114.6kJ/mol?显然,这是错的,中和热还是57.3kJ/mol,只是反应放出的热量为114.6kJ。这个问题好比到超市里买东西,商品的单价为57.3元,这个单价不会因你买两件而变为114.6元,变的只是总价。(当然那些说买两件能打拆的亲就不要捣乱了,嘿嘿~)。所以平衡移动后,方程中的ΔH是不会变的,只是反应吸收或释放的热量会变。

D选项正反应是吸热,则逆反应就是放热,平衡后加入少量Z,Z的浓度增大,平衡左移(向放热方向移动),所以放出的热量更多。

(对比C选项,D选项就没有说加入Z后,ΔH增大或减小了,只是说了热量的变化)

在0.1 mol•L-1 Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是

原题:某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是:H2B=H++HB,HB  H++B2-

回答下列问题:

(1)Na2B溶液显         (填“酸性”、“中性 ”或“碱性”),理由是             (用离子方程式表示)。

(2)在0.1 mol·L-1 Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是        

A.c(B2-)+c(HB)+c(H2B)=0.1 mol·L-1

B.c(Na+)+c(OH)=c(H+)+c(HB)

C.c(Na+)+c(H+)=c(OH)+c(HB)+2c(B2-)

D.c(Na+)=2c(B2-)+2c(HB)

(3)已知0.1 mol·L-1 NaHB溶液的pH=2,则0.1 mol·L-1H2B溶液中氢离子的物质的量浓度可能是   0.11 mol·L-1(填“<”、“>”或“=”),理由是                        

(4)0.1 mol·L-1 NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是                     

此题易错的地方有几处:先是第一小题的第二问,不少人会写:

2- +H  HB – +OH –     HB – +H  H2B  +OH –    

这种答案其实是没审好题,H2B在水中的电离方程式第一步是完全电离,第二步才是部分电离。也即是说B 2- 的水解也是发生第一步。

第二个易错点是第二小题关系式的判断,很多人错选了AC。造成原因同样是因为没注意H2B在水中的电离方程式第一步是完全电离。由于B 2- 的水解也是发生第一步,只生成HB ,Na2B溶液中根本没有H2B 这个粒子,所以A错;溶液呈碱性,则有OH >H+,且Na+>HB,c(Na+)+c(OH)=c(H+)+c(HB)也不可能成立,所以B也错;C选项是电荷守恒,C对。根据Na2B电离方程可得:c(Na+)=2c(B2-),而B2-只水解成HB ,也就是电离出的B2-在水中只存在B2-HB 两种形式,根据物料守恒,D对。

第三小题计算思路如下:由0.1 mol·L-1 NaHB溶液的pH=2,可知0.1 mol·L-1 HB – 电离出H+的浓度为0.01 mol·L-1 ;0.1 mol·L-1H2B溶液中由于第一步是完全电离:H2B=H++HB– 则此步电离出的H+浓度是0.1 mol·L-1;第二步电离是部分的:HB   H++B2-如果这步电离程度和0.1 mol·L-1 NaHB溶液的HB – 电离程度一样大,就会产生0.01 mol·L-1 H+;两步H+加起来就是0.11 mol·L-1 ;但由于第一步电离出的H+会对第二步的电离产生抑制作用(勒夏特列原理),使得第二步电离程度要比0.1 mol·L-1 NaHB溶液中的HB – 电离程度要小。所以c(H+)<0.11 mol·L-1

第四小题就得从第三小题中得知0.1 mol·L-1 NaHB溶液是显酸性的,HB的电离大于B2-的小解,所以有c(Na )>c(HB – )>c(H )>c(B 2- )>c(OH – )

利用Fe(OH)3(s)+ClO-制备FeO42-反应中还原产物的判断

反应:2Fe(OH)3(s)+3ClO-(aq)+4OH-(aq)==2FeO42-(aq)+3Cl-+5H2O

方程中为什么生成的Cl-而不是Cl2?这是因为此反应是在碱性条件下进行,假设生成的是Cl2,则会发生:Cl2+OH-==ClO-+Cl- 然后ClO-作为反应物循环利用,使Cl2+OH-==ClO-+Cl- 平衡右移,最终还是剩下Cl-

如果把上面方程中的ClO-换成Cl2,一样会把Fe(OH)3氧化成FeO42-,反应如下:

3 Cl2 + 2 Fe(OH)3 +10 OH- = 2 FeO42- + 6 Cl- + 8 H2O

上面这个反应分步写时,则得到:

Cl2+OH-==ClO-+Cl-
2Fe(OH)3(s)+3ClO-(aq)+4OH-(aq)==2FeO42-(aq)+3Cl-+5H2O

所以这个反应的还原产物是Cl-而不可能是Cl2

越稀越容易水解的原因(用数学推理证明)

是这样的,我们以NaAc为例
NaAc = Na+ + Ac- (1)
Ac- + H2O = HAc + OH- (2) 
令(1)式中电离出的Ac-浓度为C
设(2)中有x的Ac- 反应了则有
x^2 / (C- x) = K (其中K为常数,称为水解常数,只与温度有关)
即x^2 + Kx - KC = 0
解得x 的合理解为 x = ((K^2 + 4KC)^(1/2) - K)/2(X另一个解不合理,舍去)
水解程度可以用x / C表示,则可得到
x/C = 2K / ((K^2 + 4KC)^(1/2) + K) 
显然溶液稀,C越小,x / C 越大,即水解程度越大。

x^2 表示x的平方, x^(1/2) 表示x开平方。

室温下,向0.01mol•L-1NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性

若两者以1:1的量混合,则溶质为(NH4)2SO4和Na2SO4,溶液由于NH4+水解而呈酸性,所以想要溶液呈中性,必须多加一些NaOH溶液,即NaOH > NH4HSO4 所以有:Na+>SO42-,又因为NH4+会发生水解而消耗一些,NH4+的浓度肯定小于SO42-,所以有Na+>SO42->NH4+;室温下溶液呈中性,则有[OH-]=[H+]=10^-7,所以:Na+>SO42->NH4+>H+=OH-

pH=4.75、浓度均为0.1mol•L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液

混合溶液中,根据电荷守恒有:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)

根据物料守恒就得出: c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)

两式把c(Na+)抵消掉就得到:c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+)

把上式改为:c(CH3COO-)+c(OH-)c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)c(H+)

pH=4.75,表明混合溶液呈酸性。c(OH-)c(H+)    结合上式,则有:

 c(CH3COO-)+c(OH-)c(CH3COOH)+c(H+)
帮助理解:A + B = C + D  若B < C 则一定有 A > D 否则等式不能成立

pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液浓度大小分析

原题目:下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是                            (        )

A.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液任意比混合:c(H+) + c(M+) == c(OH) + c(A)

B.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液:

c(NaOH)<c(CH3COONa)<c(Na2CO3)

C.物质的量浓度相等CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合:

c(CH3COO) +2c(OH) == 2c(H+) + c(CH3COOH)

D.0.1mol·L-1的NaHA溶液,其pH=4:c(HA)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)

分析:A选项中,由于不管HA还是MOH过量,溶液中的阴离子都是OH和A,阳离子都为H+和M+,所以根据电荷守恒,很容易得出A正确。

B选项三者溶液都成碱性,不同的是,NaOH本身就是碱,而另外两者是因为水解而显碱性。本选项直接思考可能较难。我们可以逆向思维:若三者浓度相等,则PH大小顺序为:NaOH>Na2CO3>CH3COONa (后面两个碱性大小:酸越弱对应的盐水解能力越强,水溶液碱性就越强)。则要三者PH相等,必须增大Na2CO3和CH3COONa的浓度,使两者的水解平衡向右移,产生的OH浓度增大,碱性增强,PH升高。所以三者浓度大小顺序应为:c(NaOH)<c(Na2CO3)<c(CH3COONa) 则B错

C选项,两者混合后的电荷守恒为:c(CH3COO-) + c(OH-) == c(H+) + c(Na+)

物料守恒为:2c(Na+) == c(CH3COO-) + c(CH3COOH)
(因为混合的两者浓度相等、体积也相等,所以c(CH3COO-) + c(CH3COOH)是c(Na+)的两倍)。
然后将电荷守恒等式系数变为2得:2c(CH3COO-) + 2c(OH-) == 2c(H+) + 2c(Na+)
再和物料守恒式子相加,就可以得到c(CH3COO-) + 2c(OH-) == 2c(H+) + c(CH3COOH),所以C也对。
D选项,HA-既可以电离,又可以解,电离产生A2-和H+,显酸性;水解产生H2A和OH-,显碱性,
结合溶液PH=4可知HA-电离程度大于水解程度(如果水解程度大于电离程度则溶液显碱性),
所以有c(H2A)<c(A2-),所以D错
所以本题答案为AC

候氏制碱法中向母液中通入NH3、加入细小食盐颗粒的作用

原题:我国化学家侯德榜(如图)改进国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:

(1)副产品为

(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓

或NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl=NH

4Cl+NaHCO3↓.

(3)写出上述流程中X物质的分子式CO2.

(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了I(填上述流程中的编号)的循环,从沉淀池中取出沉淀的操作是过滤.

(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加稀硝酸和硝酸银溶液.

(6)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品.通氨气的作用有AC.

A.增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出

B.使NaHCO3更多地析出

C.使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度.

第(6)小题中,向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒的作用分析如下:

析出碳酸氢钠后的母液中有大量的氯化钠和氯化铵,向这个母液中加入细小食盐颗粒,一方面可以增加凝结核,便于晶体析出;另一方面使母液中氯离子浓度增大,导致氯离子与铵根离子的结合的几率增大(溶解平衡中的同离子效应),当氯化铵的结晶速率大于溶解速率时,会析出氯化铵晶体,是副产品,作为化肥。因在该温度下氯化钠的溶解度大于氯化铵,氯化钠不析出,这样母液中氯化铵减少后,氯化钠的浓度增大,可以循环作制碱的原料使用。

另外,母液中仍然有不少NaHCO3(沉淀池中不可能完全析出),通入氨气,可以使溶解度较小的碳酸氢钠转变为溶解度较大的碳酸钠:2NaHCO3+NH3=(NH4)2CO3+Na2CO3(以上过程也可以理解为通入NH3后增强溶液碱性,OH- + HCO3- ==CO32+  + H2O),避免NaHCO3伴随NH4Cl一起析出,以得到较纯净的NH4Cl


PH=9,PH=10的两种氨水中和等量的盐酸,消耗氨水的体V1、V2关系

原题:

在25℃时,分别用pH=9、pH=10的两种氨水中和同浓度、同体积的盐酸,消耗氨水的体积分别为V1V2,则V1V2的关系是(   )

A.V1=10V2                  B.V1>10V2                 C.V1<10V2                 D.V210V1

大家都应该知道这题是考弱电解质的越稀越电离,但这些东西混着酸碱中和来考虑,经常把那些和阿柯一样头脑不清醒的人搞得天昏地暗。

根据电离度
PH=9的氨水浓度c1=10^(-5)   电离度为a
PH=10的氨水浓度c2=10^(-4) 电离度为b

如果两种氨水的电离度一样,则有10c1=c2

根据弱电解质的越稀越电离原则,PH=9氨水的电离度增大;所以a>b

电离程序越大,氨水的浓度就越小

所以10c1<c2

根据n1=n2  c1v1=c2v2

因此v1>10V2

或者另一种思路:

氨水是弱电解质.PH=10的氨水稀释10倍PH大于9,相当于PH=10的氨水稀释10倍后OH-离子大于PH=9的氨水.盐酸是强电解质.不存在电离平衡.
那么看来.要中和的话.PH=9的氨水c(OH-)<PH=10稀释10倍的c(OH-).所以V1大于10V2

甲溶液的pH是乙溶液的两倍,则甲乙两溶液中c(H+)的关系

原题:

有甲、乙两种溶液,甲溶液的pH是乙溶液的两倍,则甲溶液中c[H]与乙溶液中c[H]的关系

A.2︰1    B.100︰1    C.1︰100    D.无法确定

这题目并不是什么难题,但很容易让人错选C,但正确的答案应该为D。

解析:设甲溶液的pH等于2a,根据题意,则乙溶液pH等于a.甲溶液的c[H]=10-2a 而乙溶液的c[H]=10-a,则甲c[H]:乙c[H]=10-2a /10-a=10-a(注:这里不要把a约分掉,应该是同底数幕相除,底数不变指数相减而得到)。因为a值不确定,所以10-a的比值也不能确定。这就好比2是1的两倍,4也是2的两倍,8也是4的两倍,10也是5的两部,但这些差额次方化之后,得到的值是完全不一样的。

为什么通入饱和NaCl溶液可以除去Cl2中混有HCl

在Cl2制备的实验中,产生的Cl2含有挥发出来的HCl,在除杂中是将产生的气体通入饱和的食盐水除去HCl。当然,能通入饱和食盐水除去Cl2中混有HCl,说明Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小,而HCl在饱和食盐水中的溶解度很大。在高一时,老师都只是叫学生背住这一除杂方法。但仍有一些学生会问:为什么Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小,而HCl在饱和食盐水中的溶解度很大?

要解释这个问题,就得利用高二选修4中的可逆反应平衡移动原理。

HCl极易溶于水,1:500

而Cl2溶解度不大,与水发生的是可逆反应,Cl2 + H2O <=> HCl + HClO 也可以写成离子方程式,Cl2 + H2O <=> H+ + Cl- + HClO 当溶液中存在大量Cl-时,如饱和食盐水,可以使该可你反应逆向动,减少Cl2与水的反应,也减少了Cl2的溶解度 而HCl溶于水,完全电离,不存在平衡,所以基本上不受到影响。 因此,饱和食盐水可以大大降低Cl2的溶解度,但是对HCl没有影响,即可以吸收HCl,而排出Cl2。