【題目】某煙道氣的主要成分是CO2,并含有少量硫氧化物、氮氧化物等雜質(zhì)。其中的硫元素可在高溫下通過CH4的作用回收,主要反應(yīng)如下:2SO2(g)+CH4(g)CO2(g)+2H2O(g)+S2(g)+Q(Q0)

(1)mol/(Lmin)為單位,SO2的反應(yīng)速率是S2生成速率的_________倍。

(2)恒容條件下,不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(選填編號)

a.混合氣體中水蒸氣含量不再變化

b.混合氣體密度不發(fā)生變化

c.容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化

d.混合物平均相對分子質(zhì)量不再變化

達(dá)到平衡后升高體系溫度,則平衡常數(shù)K_________(增大、減小、或不變”)

(3)請在下式中標(biāo)出上述反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:_____

2SO2(g)+CH4(g)該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是_________。SO2的主要性質(zhì)除氧化性、漂白性外還有________性。

(4)該反應(yīng)混合物中有兩種極性分子,分別是___________;固態(tài)硫的分子式可能是S8,它與S2互為________。

(5)煙道氣中的NO2也能與CH4反應(yīng)并生成無害氣體,完全轉(zhuǎn)化3.0molNO2氣體時,需要甲烷的物質(zhì)的量為__________mol.

【答案】2 b 減小 CO2 酸性氧化物 SO2 H2O 同素異形體 1.5

【解析】

(1)根據(jù)反應(yīng)方程式分析,每消耗2molSO2,生成1molS2(g),則SO2的反應(yīng)速率是S2生成速率的2倍;
(2)a.反應(yīng)達(dá)到平衡時,各物質(zhì)的濃度不再改變,所以混合氣體中水蒸氣含量不再變化,能說明化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡,故a不選;
b.反應(yīng)物和生成物均為氣體的反應(yīng),氣體總質(zhì)量反應(yīng)前后質(zhì)量守恒,保持不變,恒容容器體積不發(fā)生改變,則整個反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡前后,混合氣體的密度都不變,不能根據(jù)密度說明化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡,故b選;
c.隨著反應(yīng)進(jìn)行,氣體分子數(shù)增加,氣體壓強(qiáng)增大,當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化時,可以說明化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡,故c不選;
d.反應(yīng)前后質(zhì)量守恒,混合氣體總質(zhì)量不變,隨著反應(yīng)進(jìn)行,混合氣體的物質(zhì)的量發(fā)生改變,所以當(dāng)混合物平均相對分子質(zhì)量不再變化時,可以說明反應(yīng)是否達(dá)到平衡,故d不選;

綜上所述答案為b
該反應(yīng)為放熱反應(yīng),達(dá)到平衡后升高體系溫度,平衡左移,平衡常數(shù)K減小;
(3)反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),SO2做氧化劑,在反應(yīng)中得到電子,CH4做還原劑,在反應(yīng)中失去電子,根據(jù)電子守恒可得電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為8,所以答案為:;

反應(yīng)中C元素化合價升高,氧化產(chǎn)物是CO2,SO2的主要性質(zhì)除氧化性、漂白性外還有還原性和酸性氧化物的性質(zhì);
(4)極性分子是指分子中正負(fù)電荷中心不重合的分子,則分別是SO2H2O;S8S2S元素的不同單質(zhì),互為同素異形體;
(5)煙道氣中的NO2也能與CH4反應(yīng)并生成無害氣體,可判斷為CO2H2ON2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NO2+CH4=CO2+N2+2H2O,完全轉(zhuǎn)化3.0molNO2氣體時,根據(jù)反應(yīng)方程式計算,則需要甲烷的物質(zhì)的量為1.5mol

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