(1)已知4g甲烷气体充分燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时,放出Q kJ的热量.甲烷燃烧的热化学方程式为______.
(2)我国自行研制的优质磷酸二氢钾(KDP)晶体被应用于大功率固体激光器中.反应方程式为H3PO4(aq)+KCl(aq)
KH2PO4(aq)+HCl(aq),当反应时间不同时,产品产率和产品中Cl‑含量变化情况如图所示.KDP晶体的一级品标准:Cl-质量分数低于0.2%.
由图中可知,当反应进行到约______min时,KDP晶体达到一级品标准,此时的产品产率约为______.
(3)如图在一定条件下,将1mol N2与3mol H2混合于一个10L密闭容器中,反应达到A平衡时,混合气体中氨体积分数为25%,试回答:
①N2的转化率αA为______;
②在状态A时,平衡常数KA=______(代入数值即可)当温度由T1变到T2时,KA______KB(填“>”、“<”或“=”);
(4)向20.00mL稀氨水中逐滴加入等物质的量浓度的盐酸,请回答相关问题:
①当加入10.00mL盐酸时,溶液中各种离子浓度之间的大小关系为(请在括号中填入离子符号):c______>c______>c______>c______
②当盐酸与氨水等物质的量反应时,溶液的pH______7(填“>”或“<”或“=”,下同)
③当溶液pH=7时,反应所消耗的物质(包括还在溶液中存留的物质)之间的关系为:n(NH3•H2O)______n(HCl),溶液中c( NH4+)______c(Cl-).
(1)4g甲烷的物质的量为
=0.25mol,放出QkJ的热量,4g 16g/mol
则1molCH4反应放热为4QkJ,则热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g)△H=-4Q kJ•mol-1,
故答案为:CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g)△H=-4Q kJ•mol-1;
(2)因KDP晶体的一级品标准:Cl-质量分数低于0.2%,黑球表示产品产率,方框表示氯离子的质量分数,
由图象可以看出,60min时Cl-质量分数低于0.2%,则为一级品,且产品产率为95%,故答案为:60;95%;
(3)1mol N2与3mol H2混合于一个10L密闭容器中,反应达到A平衡时,混合气体中氨体积分数为25%,
设转化的氮气的物质的量为x,则
N2+3H2
2NH3,催化剂
开始 1 3 0
转化 x 3x 2x
平衡 1-x 3-3x 2x
则
×100%=25%,2x 1-x+3-3x+2x
解得x=0.4mol,
①N2的转化率αA为
×100%=40%,0.4mol 1mol
②氮气的平衡浓度为
=0.06mol/L,1mol-0.4mol 10L
氢气的平衡浓度为
=0.18mol/L,1.8mol 10L
氨气的平衡浓度为
=0.08(mol/L),0.8mol 10L
则平衡常数K=
(mol/L)-2,由图象可知,温度越高氮气的转化率越低,则正反应为放热反应,0.082 0.06×0.182
当温度由T1变到T2时,K变小,即KA>KB,
故答案为:40%;
(mol/L)-2;>; 0.082 0.06×0.182
(4)①由量可知,反应后为等量的氨水和氯化铵的混合溶液,电离大于水解,则c(NH4+)>c(Cl-),溶液显碱性,
则c( OH-)>c(H+),又电离的程度很弱,则c(NH4+)>c(Cl-)>c( OH-)>c(H+),
故答案为:(NH4+);(Cl-);( OH-);(H+);
②盐酸与氨水等物质的量反应,溶液中的溶质只有氯化铵,则铵根离子水解使溶液显酸性,则pH<7,故答案为:<;
③pH=7时,溶液应为氨水和氯化铵的混合溶液,且氨水的电离等于氯化铵的水解,因二者的物质的量浓度相同,等体积混合溶液的pH小于7,则应保证碱过量,则氨水的体积大,即
n(NH3•H2O)>n(HCl),pH=7时c( OH-)=c(H+),
由电荷守恒则c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c OH-);,则c(NH4+)=c(Cl-),故答案为:>;=.