【題目】研究含硫物質(zhì)的循環(huán),是能源開(kāi)發(fā)和利用的重要途徑之一。

(1)研究人員利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ),過(guò)程如下:

①反應(yīng)Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJmol -1

反應(yīng)Ⅲ:S(s)+O2(g) = SO2(g) ΔH3=297 kJmol -1

反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式為________

②對(duì)于反應(yīng)Ⅱ,將投料比(n(SO2):n(H2O))為 3:2 的混合氣體充入恒容的密閉容器中, 在不同壓強(qiáng)下,H2SO4 在平衡體系中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示。下列說(shuō)法不正確的是___

A.p2p1,反應(yīng)Ⅱ的ΔS < 0

B.使用合適催化劑可以提高 H2SO4 在平衡體系中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)

C.其他條件相同時(shí),投料比(n(SO2):n(H2O))改變?yōu)?/span> 2:1,可提高 SO2 的平衡轉(zhuǎn)化率

D.當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度不變時(shí),可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

E.溫度升高,有利于反應(yīng)速率加快,SO2 的平衡轉(zhuǎn)化率提高,K 值變小

(2)“硫碘循環(huán)法是分解水制氫氣的研究熱點(diǎn),涉及下列三個(gè)反應(yīng):

反應(yīng)ASO2(g) + I2(aq) + 2H2O(l) 2HI(aq) + H2SO4(aq)

反應(yīng)B2HI(g) H2(g) + I2(g)

反應(yīng)C2H2SO4(g) 2H2O(g) + 2SO2(g) + O2(g)

①某溫度下將 1mol HI 充入密閉容器中發(fā)生反應(yīng)B,達(dá)到第 1 次平衡后,用選擇性膜完全分離出 H2,達(dá)到第 2 次平衡后再次分離H2,重復(fù)多次,平衡時(shí) n(HI)如下表:

達(dá)到平衡的次數(shù)

1

2

3

4

5

……

n(HI)/mol

0.78

0.67

0.60

0.55

0.51

……

歸納出分離 H2 的次數(shù)對(duì) HI 轉(zhuǎn)化率的影響________。第 2 次平衡時(shí) I2 的物質(zhì)的量為 n(I2)=_____mol;

②反應(yīng) A 發(fā)生時(shí),溶液中同時(shí)存在以下化學(xué)平衡: I2(aq) + I(aq) (aq),其反應(yīng)速率極快且平衡常數(shù)很大,F(xiàn)將 1mol SO2 緩緩?fù)ㄈ牒?/span> 1 mol I2 的水溶液中恰好完全反應(yīng)。請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫(huà)出溶液中的物質(zhì)的量 n( I3- )隨反應(yīng)時(shí)間 t 變化的曲線圖____

【答案】3SO2(g)+2H2O (g)=2H2SO4 (l)+S(s) ΔH2=254 kJ·mol1 BCE 隨著分離 H2次數(shù)的增加,HI的轉(zhuǎn)化率逐漸提高,但提高幅度逐漸減小 0.165 (最高點(diǎn)為 0.67)

【解析】

根據(jù)蓋斯定律分析判斷即可;結(jié)合影響平衡移動(dòng)的因素分析,注意催化劑不改變平衡移動(dòng);根據(jù)減小生成物的濃度促進(jìn)平衡正向移動(dòng)分析。

(1)①反應(yīng)Ⅰ:2H2SO4(l)═2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)H1=+551kJmol-1,反應(yīng)Ⅲ:S(s)+O2(g)═SO2(g)H3=-297kJmol-1,結(jié)合蓋斯定律可知,-I-III3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s),其H=-(+551kJmol-1)-(-297kJmol-1)=-254kJ/mol,則反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式為3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)H=-254kJ/mol;

A.增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),硫酸的物質(zhì)的量增大,由圖可知,p2對(duì)應(yīng)硫酸物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)大,則p2pl;反應(yīng)Ⅱ?yàn)闅怏w體積減小的反應(yīng),則S0,故A正確;

B.催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響,則催化劑不能提高H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),故B錯(cuò)誤;

C.投料比【n(SO2)n(H2O)】改變?yōu)?/span>21,對(duì)比投料比【n(SO2)n(H2O)】為32時(shí),相當(dāng)于增大二氧化硫的物質(zhì)的量,促進(jìn)水的轉(zhuǎn)化,但SO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小,故C錯(cuò)誤;

D.氣體的體積一定,混合氣體的總質(zhì)量不確定,當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度不變時(shí),說(shuō)明混合氣體總質(zhì)量一定,則可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D正確;

E.反應(yīng)Ⅱ?yàn)榉艧岱磻?yīng),溫度升高,有利于反應(yīng)速率加快,但平衡逆向移動(dòng),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,K 值變小,故E錯(cuò)誤;

故答案為BCE

(2)①分離出氫氣,有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),隨著分離氫氣次數(shù)的增加,HI的轉(zhuǎn)化率逐漸提高,但提高幅度逐漸減。

2次平衡時(shí)I2的物質(zhì)的量為n(I2)=0.165mol;

②將SO2的通入I2的水溶液,反應(yīng)生成I-,生成的I-I2結(jié)合得到I3-,隨反應(yīng)進(jìn)行I3-物質(zhì)的量增大,由I原子守恒可知I3-的最大物質(zhì)的量為≈0.67mol,繼續(xù)通入SO2,I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)平衡向左移動(dòng),I3-物質(zhì)的量減小,由SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4可知,二氧化硫與碘單質(zhì)恰好完全反應(yīng),故最終I3-物質(zhì)的量為0,溶液中I3-的物質(zhì)的量n(I3-)隨反應(yīng)時(shí)間t變化的曲線圖為:。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】常溫下,向20mL0.2mol·L-1H2X溶液中滴加0.2mol·L-1NaOH溶液,在不同pH環(huán)境下不同形態(tài)的粒子組成分?jǐn)?shù)如圖所示,下列說(shuō)法正確的是

A.水的電離程度:b點(diǎn)小于點(diǎn)a

B.將等物質(zhì)的量的NaHX、Na2X溶于水中,所得溶液pH恰好為11

C.常溫下的Ka(HY)1.1×10-10,將少量H2X溶液加入到足量NaY溶液中,發(fā)生的反應(yīng)為:H2XYHYHX

D.常溫下,反應(yīng)X2+H2OHX+OH的平衡常數(shù)對(duì)數(shù)值1gK=-11

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A.0.1molL-1CH3COOH溶液加水稀釋,CH3COO-數(shù)目增多,c(OH-)增大

B.室溫下,NaHSO3溶液的pH<7,說(shuō)明的電離程度大于其水解程度

C.酸堿質(zhì)子理論認(rèn)為,凡能給出質(zhì)子(H+)的物質(zhì)都是酸,凡能接受質(zhì)子的物質(zhì)都是堿。由該理論可知:NaHCO3H2O、Al(OH)3均可稱為酸堿兩性物質(zhì)

D.25℃時(shí)0.1molL-1H2S水溶液中,加入一定量的NaOH溶液,當(dāng)溶液中存在:c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)時(shí),溶液的主要溶質(zhì)為Na2S

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【題目】常溫下,將amol氮?dú)馀cbmol氫氣的混合氣體通入一個(gè)固定容積的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)N2(g)3H2(g)2NH3(g)。

(1)若反應(yīng)進(jìn)行到某時(shí)刻t時(shí),nt(N2)13 mol,nt(NH3)6 mol,則a值為________

(2)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),混合氣體的體積為716.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),其中氨氣體積分?jǐn)?shù)為25%,平衡時(shí)氨氣的物質(zhì)的量為________

(3)原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比(寫(xiě)最簡(jiǎn)整數(shù)比,下同)nn________。

(4)原氣體中ab________。

(5)達(dá)到平衡時(shí),N2H2的轉(zhuǎn)化率之比α(N2)α(H2)________。

(6)達(dá)到平衡時(shí)混合氣體中,n(N2)n(H2)n(NH3)________。

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【題目】亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的殺菌消毒劑。以氯酸鈉(NaC1O3)為原料 制備NaC1O2粗品的工藝流程如下圖所示。

己知:①純C1O2易分解爆炸,空氣中C1O2的體積分?jǐn)?shù)在10%以下比較安全。

NaClO2高于60°C會(huì)分解。

1)反應(yīng)I的離子方程式為____;反應(yīng)中需同時(shí)鼓入空氣的主要目的是____ °

2合成過(guò)程中的氧化劑是______。

3)蒸發(fā)時(shí),需要減壓的目的是_____。

4冷卻結(jié)晶后獲得NaClO,粗產(chǎn)品的操作是_____(填操作名稱)。

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【題目】摩爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)26H2O]是一種淺綠色晶體,廣泛應(yīng)用于電鍍工業(yè)。為探 究其分解產(chǎn)物,某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(查閱資料)隔絕空氣加熱至500°C時(shí),摩爾鹽能完全分解,分解產(chǎn)物中有鐵氧化物, 硫氧化物,氨氣和水蒸氣等。

1)對(duì)A裝置加熱前,先通一段時(shí)間N2的目的是_______。

2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始一段時(shí)間后,裝置B中的現(xiàn)象為______。

3)實(shí)驗(yàn)中觀察到裝置D始終無(wú)明顯現(xiàn)象,裝置C中和E中均產(chǎn)生白色沉淀。

①寫(xiě)出ESO2H2O2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______

②甲同學(xué)根據(jù)C中產(chǎn)生白色沉淀現(xiàn)象判斷產(chǎn)物中一定含有SO3。請(qǐng)對(duì)甲同學(xué)的判斷作出評(píng)價(jià),并說(shuō)明理由:_____

4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,裝置A中的固體變?yōu)榧t棕色,請(qǐng)補(bǔ)充完整檢驗(yàn)該殘留固體中是否含 FeOFe3O4的實(shí)驗(yàn)方案:取A中少量殘留固體,加入稀硫酸使其完全溶解,向 溶液中滴加 ________,若觀察到 ______,說(shuō)明殘留固體中不含FeOFe3O4。(提供的試劑有:NaOH溶液、氯水、硫氰化鉀溶液、酸性高錳酸鉀溶液)

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【題目】1100℃,一定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) H=a kJ/mol(a >0),該溫度下K=0.263,下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( )

A. 若生成1 mol Fe,則吸收的熱量小于a kJ

B. 若升高溫度,正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢,則化學(xué)平衡正向移動(dòng)

C. 若容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化,則可以判斷該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

D. 達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),若c(CO)=0.100 mol/L,則c(CO2)=0.0263 mol/L

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【題目】甲烷是一種清潔能源,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

A.一定溫度下,反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)能自發(fā)進(jìn)行,該反應(yīng)的ΔH0

B.堿性甲烷-空氣燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O

C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6LCH4在空氣中完全燃燒,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為2.408×1024

D.甲烷和微生物共同作用可以實(shí)現(xiàn)城市廢水脫氮處理,反應(yīng)溫度越高,脫氮速率越快

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【題目】7.5mL0.03molL-1H3PO4溶液中,逐滴加入相同濃度的NaOH溶液,溶液pHNaOH溶液體積關(guān)系如圖所示,已知Ka1>Ka2>Ka3,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.H3PO4第一級(jí)電離平衡常數(shù)Ka1的數(shù)量級(jí)為10-3

B.水的電離程度:b<c

C.b點(diǎn)溶液中離子濃度:c(Na+)>c()>c()>c()>c(H+)>c(OH-)

D.c點(diǎn)溶液中:2c(H3PO4)+c()+c(H+)=c(OH-)+c()

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