【題目】熱化學(xué)碘硫循環(huán)可用于大規(guī)模制氫氣,SO2水溶液還原I2HI分解均是其中的主要反應(yīng);卮鹣铝袉(wèn)題:

1)以太陽(yáng)能為熱源,熱化學(xué)硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無(wú)污染的制氫方法。其反應(yīng)過(guò)程如圖所示。

反應(yīng)II包含兩步反應(yīng):

H2SO4l=SO3g+H2Og H1=+177kJ/mol

2SO3g=2SO2g+O2g H2=+196kJ/mol

①寫(xiě)出反應(yīng)①自發(fā)進(jìn)行的條件是:________。

②寫(xiě)出反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式:________。

2)起始時(shí) HI的物質(zhì)的量為1mo1,總壓強(qiáng)為0.1MPa下,發(fā)生反應(yīng)HIgH2g+I2g 平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示:

①該反應(yīng)的H ________ 0。

600℃時(shí),平衡分壓pI2= ___MPa,反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=______ Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。

3)反應(yīng) H2g)+I2g 2HIg)的反應(yīng)機(jī)理如下:

第一步:I22I(快速平衡)

第二步:IH2H2I(快速平衡)

第三步:H2II 2HI (慢反應(yīng))

①第一步反應(yīng)_____ (填放出吸收)能量。

②只需一步完成的反應(yīng)稱為基元反應(yīng),基元反應(yīng)如aAdD = gGhH 的速率方程,v= kcaAcdD),k為常數(shù);非基元反應(yīng)由多個(gè)基元反應(yīng)組成,非基元反應(yīng)的速率方程可由反應(yīng)機(jī)理推定。H2g)與I2g)反應(yīng)生成 HIg)的速率方程為v= ____(用含k1k1、k2的代數(shù)式表示)。

【答案】高溫 2H2SO4(1)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)H=+550kJ/mol 0.0125 (或0.167) 吸收 c(H2)·c(I2)

【解析】

(1)由反應(yīng)式①+②可得熱化學(xué)方程式;

(2)①隨著溫度的不斷升高,HI的物質(zhì)的量不斷減小,H2的物質(zhì)的量不斷增大,則平衡正向移動(dòng),所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);

②從圖中采集數(shù)據(jù),600℃時(shí),n(HI)=0.75mol,n(H2)=0.125mol,反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,從而得出平衡分壓,計(jì)算出各組分氣體的分壓,從而求得平衡常數(shù);

(3)①第一步反應(yīng)斷裂共價(jià)鍵,吸收能量;

②反應(yīng)速率由慢反應(yīng)決定,即v=k3c(H2I)c(I),用第一步反應(yīng)k1c(I2)=k-1c2(I),求出c(I)的表達(dá)式,用第二步的反應(yīng)k2c(I)c(H2)=k-2c(H2I),求出c(H2I)的表達(dá)式,代入即可求得v。

(1)①反應(yīng)①是氣體物質(zhì)的量增大的吸熱反應(yīng),由,能自發(fā)進(jìn)行的條件是高溫,故答案為:高溫;

②由反應(yīng)式①+②可得出反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式:2H2SO4(1)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)H=+550kJ/mol;故答案為:2H2SO4(1)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)H=+550kJ/mol

(2)①隨著溫度的不斷升高,HI的物質(zhì)的量不斷減小,H2的物質(zhì)的量不斷增大,則平衡正向移動(dòng),所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),該反應(yīng)的△H0,故答案為:>;

②從圖中采集數(shù)據(jù),600℃時(shí),n(HI)=0.75moln(H2)=0.125mol,反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,從而得出平衡分壓p,各氣體的平衡分壓:,反應(yīng)HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常數(shù),故答案為:0.0125(0.167);

(3)①第一步反應(yīng)斷裂共價(jià)鍵,吸收能量,故答案為:吸收;

②反應(yīng)速率由慢反應(yīng)決定,即v=k3c(H2I)c(I)

第一步是快速平衡,k1c(I2)=k-1c2(I),可得,第二步也是快速平衡,k2c(I)c(H2)=k-2c(H2I),可得,則速率方程為:,故答案為:img src="http://thumb.1010pic.com/questionBank/Upload/2020/07/22/00/8fe3223f/SYS202007220000202798657132_DA/SYS202007220000202798657132_DA.002.png" width="49" height="45" style="-aw-left-pos:0pt; -aw-rel-hpos:column; -aw-rel-vpos:paragraph; -aw-top-pos:0pt; -aw-wrap-type:inline" />c(H2)·c(I2)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示每一方框表示一種反應(yīng)物或生成物,其中AC、D、EF在通常情況下均為氣體,且加熱X生成的AC的物質(zhì)的量之比為11B為常見(jiàn)液體。

試回答下列問(wèn)題:

(1)X________(填化學(xué)式,下同)F__________。

(2)A―→D反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______

(3)GCu的反應(yīng)中,G表現(xiàn)的性質(zhì)為______

(4)X與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)生成C的離子方程式為_____________。

(5)CB、D為原料可生產(chǎn)G,若使amol C完全轉(zhuǎn)化為G,理論上至少需要D___ mol

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】H是合成某藥物的中間體,一種合成H的路線如下(部分條件和產(chǎn)物省略):

已知:①RCHO

A能發(fā)生銀鏡反應(yīng),遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1A所含官能團(tuán)的名稱是___________1個(gè)H分子含___________個(gè)手性碳原子。

2D→E的反應(yīng)條件和試劑為___________。G→H的反應(yīng)類型是___________。

3)設(shè)計(jì)A→B、E→F步驟的目的是__________。

4)寫(xiě)出B→C的化學(xué)方程式:______。

5)在B的同分異構(gòu)體中,能發(fā)生水解反應(yīng)的結(jié)構(gòu)有___________種(不考慮立體異構(gòu))。其中,在核磁共振氫譜上有4組峰且峰的面積比為1223的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能為____________

6)參照上述流程,以乙醇為有機(jī)物原料合成2-丁醇(其他試劑自選),設(shè)計(jì)合成路線:________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】2016 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予在“分子機(jī)器設(shè)計(jì)和合成”領(lǐng)域有突出成就的三位科學(xué)家,其研究對(duì)象之一“分子開(kāi)關(guān)”即與大環(huán)主體分子苯芳烴、硫或氮雜環(huán)杯芳烴等有關(guān)。回答下列問(wèn)題:

1)對(duì)叔丁基杯[4]芳烴(如圖Ⅰ所示)可用于ⅢB 族元素對(duì)應(yīng)離子的萃取,如La3+Sc2+。寫(xiě)出基態(tài)二價(jià) 鈧離子(Sc2)的核外電子排布式:____,其中電子占據(jù)的軌道數(shù)為_____個(gè)。

2)對(duì)叔丁基杯[4]芳烴由4個(gè)羥基構(gòu)成杯底,其中羥基氧原子的雜化方式為_____,羥基間的相互作用力為_____

3)不同大小苯芳烴能識(shí)別某些離子,如:N3-、SCN等。一定條件下,SCN MnO2反應(yīng)可得到(SCN)2,試寫(xiě)出(SCN)2的結(jié)構(gòu)式_______

4NH3分子在獨(dú)立存在時(shí) HNH 鍵角為 106.7°。 [Zn(NH3)6]2+離子中 HNH 鍵角變?yōu)?/span> 109.5°,其原因是:_________________________。

5)已知 C60 分子結(jié)構(gòu)和 C60 晶胞示意圖(如圖Ⅱ、圖Ⅲ所示):則一個(gè) C60 分子中含有σ鍵的個(gè)數(shù)為______,C60 晶體密度的計(jì)算式為____gcm3。(NA 為阿伏伽德羅常數(shù) 的值)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】乙醇催化氧化制取乙醛(沸點(diǎn)為20.8℃,能與水混溶)的裝置(夾持裝置已略)如圖所示:

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.向圓底燒瓶中滴入H2O2溶液前需打開(kāi)K

B.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)需先加熱②,再通O2,然后加熱③

C.裝置③中發(fā)生的反應(yīng)為2CH3CH2OH +O22CH3CHO+2H2O

D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)需先將④中的導(dǎo)管移出。再停止加熱

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】有機(jī)化合物G4-羥基香豆素,是重要的醫(yī)藥中間體,可用來(lái)制備抗凝血藥,可通過(guò)下列路線合成。

請(qǐng)回答:

1D→E的反應(yīng)類型是___。

2G中含有的官能團(tuán)名稱為____。

3)寫(xiě)出G和過(guò)量NaOH溶液共熱時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式___。

4)化合物E的同分異構(gòu)體很多,符合下列條件的結(jié)構(gòu)共___種。

①能與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng);②能發(fā)生銀鏡反應(yīng);③能發(fā)生水解反應(yīng)

其中,核磁共振氫譜為5組峰,且峰面積比為22211的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____

5E的同分異構(gòu)體很多,所有同分異構(gòu)體在下列某種表征儀器中顯示的信號(hào)(或數(shù)據(jù))完全相同,該儀器是___(填標(biāo)號(hào))。

a.質(zhì)譜儀 b.元素分析儀 c.紅外光譜儀 d.核磁共振儀

6)已知酚羥基一般不易直接與羧酸酯化。苯甲酸苯酚酯()是一種重要的有機(jī)合成中間體。請(qǐng)根據(jù)已有知識(shí)并結(jié)合相關(guān)信息,試寫(xiě)出以苯酚、甲苯為原料制取該化合物的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)原料任選)___。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某學(xué)習(xí)小組用下列裝置完成了探究濃硫酸和 SO2性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)(部分夾持裝置已省略),下列現(xiàn)象預(yù)測(cè)解釋或結(jié)論均正確的是

選項(xiàng)

儀器

現(xiàn)象預(yù)測(cè)

解釋或結(jié)論

A

試管1

有氣泡、酸霧,溶液中有白色固體出現(xiàn)

酸霧是SO2所形成,白色固體是硫酸銅晶體

B

試管2

紫紅色溶液由深變淺,直至褪色

SO2具有還原性

C

試管3

注入稀硫酸后,沒(méi)有現(xiàn)象

由于KspZnS)太小,SO2ZnS在注入稀硫酸后仍不反應(yīng)

D

錐形瓶

溶液紅色變淺

NaOH溶液完全轉(zhuǎn)化為NaHSO3溶液,NaHSO3溶液堿性小于NaOH

A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知:pAg=lg[c(Ag+)],Ksp(AgCl)=1×10-12。如圖是向10mLAgNO3溶液中逐漸加入0.1mol·L-1NaCl溶液時(shí),溶液的pAg隨著加入NaCl溶液的體積(單位:mL)變化的圖像(實(shí)線)。根據(jù)圖像所得下列結(jié)論不正確的是[提示:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]

A.AgNO3溶液的物質(zhì)的量濃度為1mol·L-1

B.圖中x點(diǎn)的坐標(biāo)為(1006)

C.圖中x點(diǎn)可認(rèn)為溶液中Ag+被沉淀完全

D.0.1mol·L-1NaCl換成0.1mol·L-1NaI,則圖像在終點(diǎn)后變?yōu)樘摼部分

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】微型實(shí)驗(yàn)具有裝置小巧、節(jié)約藥品、操作簡(jiǎn)便、現(xiàn)象明顯、安全可靠、減少污染等優(yōu)點(diǎn),下圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室制取Cl2并探究其化學(xué)性質(zhì)的微型裝置(圖中夾持裝置均略去)

查閱資料:氯氣的氧化性大于HIO3。

回答下列問(wèn)題:

(1)實(shí)驗(yàn)室中可代替圖中添加濃鹽酸的儀器名稱是___________。

(2)加入濃鹽酸后試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________。

(3)探究氯氣的化學(xué)性質(zhì),將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填寫(xiě)在下表對(duì)應(yīng)的空格里:___________

操作步驟

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

緩慢加入濃鹽酸,打開(kāi)cd、e,使產(chǎn)生的氯氣緩慢充入Y試管

關(guān)閉c打開(kāi)b,使氯氣緩慢進(jìn)入Y管中

(4)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)若氯氣的通入量過(guò)多,淀粉碘化鉀試紙會(huì)逐漸變?yōu)闊o(wú)色,可能的原因是__________________________________________________

(5)此裝置___________(填“能”或“不能”)證明氧化性順序Cl2>Br2>I2,原因是___________,實(shí)驗(yàn)完畢后,關(guān)閉止水夾b,打開(kāi)ac,擠壓氣球,目的是__________________________

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同步練習(xí)冊(cè)答案