硫的化合物在生產(chǎn)和科研中發(fā)揮著重要作用。
(1)SO2Cl2常用于制造醫(yī)藥品、染料、表面活性劑等。已知:SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g) △H=+97.3 kJ·mol-1。某溫度時(shí)向體積為1 L的恒容密閉容器中充入0. 20mol SO2Cl2,達(dá)到平衡時(shí),容器中含0.18mol SO2,則此過(guò)程反應(yīng)吸收的熱量為_(kāi)____kJ,該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)____。將上述所得混合氣體溶于足量BaCl2溶液中,最終生成沉淀的質(zhì)量為_(kāi)______。
(2)工業(yè)上制備硫酸的過(guò)程中存在反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-198kJ·mol-1400℃,1.01×105Pa,向容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量 SO2和O2,n(SO3)和n(O2)隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)如圖所示。
①0~20min反應(yīng)的平均速率υ(O2)=___________。
②下列敘述正確的是 。
a.A點(diǎn)υ正(SO2)>υ逆(SO2)
b.B點(diǎn)處于平衡狀態(tài)
c.C點(diǎn)和D點(diǎn)n(SO2)相同
d.其它條件不變,500℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,n(SO3)比圖中D點(diǎn)的值大
(3)工業(yè)上用Na2SO3溶液吸收煙氣中的SO2。將煙氣通入1.0 mol·L-1的Na2SO3溶液,當(dāng)溶液pH約為6時(shí),Na2SO3溶液吸收SO2的能力顯著下降,應(yīng)更換吸收劑。此時(shí)溶液中c (SO32-)的濃度是0.2 mol·L-1,則溶液中c(HSO3-)是_________mol·L-1。
(17分)(1)17.5(3分) 1.62(3分) 46.6g(3分)
(2)0.02mol(L·min) (3分) ac(2分) (3)1.6mol/L(3分)
解析試題分析:(1)達(dá)到平衡時(shí),容器中含0.18mol SO2,則根據(jù)熱化學(xué)方程式可知,此過(guò)程反應(yīng)吸收的熱量為97.3 kJ·mol-1×0.18mol=17.5kJ。根據(jù)方程式可知
SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g)
起始濃度(mol/L) 0.20 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L) 0.18 0.18 0.18
平衡濃度(mol/L) 0.02 0.18 0.18
所以該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K==1.62。
所得混合氣體溶于足量BaCl2溶液中,發(fā)生反應(yīng)SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,所以促使平衡持續(xù)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,因此最終生成沉淀的物質(zhì)的量是0.20mol,則硫酸鋇的質(zhì)量為0.20mol×232g/mol=46.6g。
(2)①根據(jù)圖像可知20min時(shí)三氧化硫的物質(zhì)的量是1.6mol,則消耗氧氣的物質(zhì)的量是0.8mol,濃度是0.4mol/L,所以0~20min反應(yīng)的平均速率υ(O2)=0.4mol/L÷20min=0.02mol(L·min);
②a.根據(jù)圖像可知A點(diǎn)反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則υ正(SO2)>υ逆(SO2),a正確;b.B點(diǎn)物質(zhì)的濃度仍然是變化的,反應(yīng)沒(méi)有處于平衡狀態(tài),b不正確;c.C點(diǎn)和D點(diǎn)均是相同條件下的平衡狀態(tài),因此n(SO2)相同,c正確;d.正方應(yīng)是放熱反應(yīng),其它條件不變,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以500℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,n(SO3)比圖中D點(diǎn)的值小,d不正確,答案選ac。
(3)溶液中c (SO32-)的濃度是0.2 mol·L-1,則消耗c (SO32-)的濃度=1.0mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L,因此根據(jù)方程式SO32-+SO2+H2O=2HSO3-可知溶液c(HSO3-)=0.8mol/L×2=1.6mol/L。
考點(diǎn):考查反應(yīng)熱、反應(yīng)速率、平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算;外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響以及溶液中離子濃度和沉淀生成的有關(guān)計(jì)算
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,“節(jié)能減排”,減少全球溫室氣體排放,研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具體有重要意義。
(1)如圖是在101 kPa,298K條件下1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成1mol CO2和1mol NO過(guò)程中的能量變化示意圖。
已知:
請(qǐng)寫(xiě)出NO與CO反應(yīng)生成無(wú)污染氣體的熱化學(xué)方
程式: 。
(2)將0.20 mol N02和0.10 mol CO充入一個(gè)容積恒定為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),在不同條件下,反應(yīng)過(guò)程中部分物質(zhì)的濃度變化狀況如圖所示。
①下列說(shuō)法正確的是 (填序號(hào))。
a.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到乎衡
b.當(dāng)向容器中再充人0. 20 mol NO時(shí),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),K增大
c.升高溫度后,K減小,N02的轉(zhuǎn)化率減小
d.向該容器內(nèi)充人He氣,反應(yīng)物的體積減小,濃度增大,所以反應(yīng)速率增大
②計(jì)算產(chǎn)物NO在0~2 min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(NO)= mol·L-1·min-1
③第4 min時(shí)改變的反應(yīng)條件為 (填“升溫’’、“降溫’’)。
④計(jì)算反應(yīng)在第6 min時(shí)的平衡常數(shù)K= 。若保持溫度不變,此時(shí)再向容器中充人CO、NO各0.060 mol,平衡將 移動(dòng)(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有學(xué)者想以如圖所示裝置用原電池原理將SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料。其負(fù)極反應(yīng)式為 ,當(dāng)有0.25 mol SO2被吸收,則通過(guò)質(zhì)子(H+)交換膜的H+的物質(zhì)的量為 mol。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
工業(yè)上常常利用反應(yīng)①來(lái)生產(chǎn)環(huán)氧乙烷,但是伴隨副反應(yīng)②。
①C2H4(g)+O2(g) →; △H1 ②C2H4(g)+3O2(g) → 2CO2(g)+2H2O(g); △H2
(1)寫(xiě)出環(huán)氧乙烷充分燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式。答:____________________________;
(2)工業(yè)生產(chǎn)中,可通過(guò)某一措施來(lái)加快反應(yīng)①而對(duì)反應(yīng)②影響較小,從而提高環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)效率。工業(yè)生產(chǎn)采取的這種措施是_______________。
A.升高反應(yīng)體系的溫度B.增大體系中氧氣的濃度
C.使用合適的催化劑D.降低反應(yīng)體系的壓強(qiáng)
(3)已知C=C、O=O、C—C鍵能分別為a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1,則環(huán)氧乙烷中C—O鍵能為 kJ·mol-1;
(4)反應(yīng)②可以設(shè)計(jì)成燃料電池,若以酸做電解質(zhì)溶液,負(fù)極反應(yīng)式是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景。
(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。
溫度 | 250 ℃ | 300 ℃ | 350 ℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
“氫能”是人類(lèi)未來(lái)最理想的新能源之一。
(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得,1 g氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9 kJ熱量,則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________。
(2)利用核能把水分解制氫氣,是目前正研究的課題。如圖是其中的一種流程,流程中用了過(guò)量的碘(提示:反應(yīng)②的產(chǎn)物是O2、SO2和H2O)。
完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:反應(yīng)①________________;反應(yīng)②________________。此法制取氫氣的最大優(yōu)點(diǎn)是____________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
研究CO2的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要的意義。
(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等。
①已知:Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g) △H 1 =" +489.0" kJ·mol-1
C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 =" +173.0" kJ·mol-1
則CO還原Fe2O3(s)的熱化學(xué)方程式為 。
②某含C、H、O三種元素的有機(jī)物A,經(jīng)測(cè)定碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.16%,氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.14%,它可以作燃料電池(以KOH溶液為電解液)的原料,寫(xiě)出該電池的負(fù)極反應(yīng)式 。
(2)某實(shí)驗(yàn)將CO2和H2充入一定體積的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):
CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) △H =-49.0 kJ·mol-1
回答問(wèn)題:
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。
②把0.5mol的CO2和1.5mol的H2充入2L的密閉容器中,半分鐘后測(cè)得c(H2)=0.15mol/L,用CH3OH表示該反應(yīng)的速率:v(CH3OH)=
③如圖,在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E2的變化是 (填“增大”, “減小”或“不變”)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
某實(shí)驗(yàn)小組用燃燒分析法測(cè)定某有機(jī)物中碳和氫等元素的含量,隨后又對(duì)其進(jìn)行了性質(zhì)探究。將已稱(chēng)量的樣品置于氧氣流中,用氧化銅作催化劑,在高溫條件下樣品全部被氧化為水和二氧化碳,然后分別測(cè)定生成的水和二氧化碳。實(shí)驗(yàn)可能用到的裝置如下圖所示,其中A、D裝置可以重復(fù)使用。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)請(qǐng)按氣體流向連接實(shí)驗(yàn)裝置B→ →C→A→D→ (用裝置編號(hào)填寫(xiě))。
(2)B裝置中制O2時(shí)所用的藥品是 。實(shí)驗(yàn)中,開(kāi)始對(duì)C裝置加熱之前,要通一段時(shí)間的氧氣,目的是 ;停止加熱后,也要再通一段時(shí)間的氧氣,目的是 .。
(3)已知取2.3g的樣品X進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),經(jīng)測(cè)定A裝置增重2.7g,D裝置增重4.4g。試推算出X物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)式 。
(4)該小組同學(xué)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)測(cè)得:2.3g的 X與過(guò)量金屬鈉反應(yīng)可放出560mLH2(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下),且已知X分子只含一個(gè)官能團(tuán)。查閱資料后,學(xué)生們又進(jìn)行了性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)一:X在一定條件下可催化氧化最終生成有機(jī)物Y;實(shí)驗(yàn)二:X與Y在濃硫酸加熱條件下生成有機(jī)物Z。則:①寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)二中反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
② 除去Z中混有的Y所需的試劑和主要儀器是 、 。
(5)若已知室溫下2.3g液態(tài)X在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)可放出68.35kJ的熱量,寫(xiě)出X在氧氣中燃燒的熱化學(xué)方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
據(jù)《遼沈晚報(bào)》報(bào)道,今年冬天,一旦出現(xiàn)大氣嚴(yán)重污染的天氣,沈陽(yáng)市有可能建議政府機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位根據(jù)實(shí)際情況實(shí)行員工休假或彈性工作制。大氣含有的CO、氮氧化物、SO2、煙塵等污染是導(dǎo)致霧霾天氣的原因之一,化學(xué)反應(yīng)原理是減少和控制霧霾天氣的理論依據(jù)。
(1)CO2經(jīng)常用氫氧化鈉來(lái)吸收,現(xiàn)有0.4molCO2,若用200ml 3mol/LNaOH溶液將其完全吸收,溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)椋?u>
(2) CO可制做燃料電池,以KOH溶液作電解質(zhì),向兩極分別充入CO和空氣,工作過(guò)程中,,負(fù)極反應(yīng)方程式為:___________________。
(3) 利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常溫下將SO2轉(zhuǎn)化為SO42-,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)SO2的處理(總反應(yīng)為2SO2+O2+2H2O=2H2SO4)。已知,含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時(shí),其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O,則另一反應(yīng)的離子方程式為 ;
(4)CO2在自然界循環(huán)時(shí)可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為2×10—4mo1/L ,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為 。
(5)已知在常溫常壓下:
①CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(g) △H=" -359.8" kJ·mol-1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ?△H=" -556.0" kJ·mol-1
③ H2O(g)=H2O(l)?△H=" -44.0" kJ·mol-1
寫(xiě)出體現(xiàn)甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
“低碳循環(huán)”已引起各國(guó)家的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量和有效地開(kāi)發(fā)利用CO2正成為化學(xué)家研究的主要課題。
(1)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)組 | 溫度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達(dá)到平衡所需 時(shí)間/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
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