【題目】硫的氧化物是形成酸雨的罪魁禍?zhǔn)祝驘煔?主要成分為SO2)的處理備受關(guān)注,主要有以下兩種方法。請回答下列問題:
Ⅰ.堿液吸收法
步驟1:用足量氨水吸收SO2。
步驟2:再加入熟石灰,發(fā)生反應(yīng)2NH+Ca2++2OH-+SO===CaSO3↓+2NH3·H2O。
(1)已知:25 ℃時,Kb(NH3·H2O)=a;Ksp(CaSO3)=b。該溫度下,步驟2中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________(用含a、b的代數(shù)式表示)。
Ⅱ.水煤氣還原法
已知:ⅰ.2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) ΔH1=-37.0 kJ·mol-1
ⅱ.2H2(g)+SO2(g) S(l)+2H2O(g) ΔH2=+45.4 kJ·mol-1
(2)寫出CO(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g) 、H2(g)的熱化學(xué)方程式為_______________。
若該反應(yīng)在絕熱、恒容體系中進行,達到平衡的標(biāo)志___________。
A.氫氧鍵的斷裂速率等于氫氫鍵的斷裂速率
B.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
C.混合氣體的總壓強保持不變
D. H2O(g) 與H2(g)的體積比保持不變
(3)反應(yīng)ⅱ的正反應(yīng)的活化能E________(填“>”“<”或“=”)ΔH2。
(4)在一定壓強下,發(fā)生反應(yīng)ⅱ。平衡時,α(SO2) (二氧化硫的轉(zhuǎn)化率)與原料氣投料比[]和溫度(T)的關(guān)系如圖所示。
①α(H2):M________(填“>”“<”或“=”)N。
②逆反應(yīng)速率:M________(填“>”“<”或“=”)Q。
(5)T ℃,向10 L恒容密閉容器中充入2 mol CO(g)、2 mol SO2(g)和2 mol H2(g),發(fā)生反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ。5 min達到平衡時,CO2(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量分別為1.6 mol、1.8 mol。
①該溫度下,反應(yīng)ⅱ的平衡常數(shù)K=________。
②其他條件不變,6 min時縮小容器容積。α(SO2)__________(填“增大”“減小”或“不變”),原因為_____________________________________________________________。
【答案】 CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) ΔH1=-41.2kJ·mol-1 C D > > > 2 700 增大 反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ均為氣體分子總數(shù)減小的反應(yīng),只縮小容器容積,平衡均向右移動,SO2的轉(zhuǎn)化率增大
【解析】(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=c2(NH3·H2O)×c(CaSO3)/c2(NH)×c(Ca2+)×c2(OH-) ×c(SO),利用Kb(NH3·H2O)=a;Ksp(CaSO3)=b條件,既可以得到K的表達式。
(2)根據(jù)蓋斯定律得出CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) ΔH1=-41.2kJ·mol-1;根據(jù)變量不變判斷反應(yīng)達平衡狀態(tài)。注意該題的條件為絕熱、恒容體系中進行,所以根據(jù)氣態(tài)方程:PV=nRT,當(dāng)V、n保持不變時,壓強與溫度成正比,因為該反應(yīng)在絕熱、恒容體系中進行,當(dāng)溫度不變時,體系的壓強不在發(fā)生變化,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。
(3)根據(jù)反應(yīng)熱等于正反應(yīng)活化能減去逆反應(yīng)活化能,E(正)- E(逆)=ΔH2=+45.4進行分析判斷。
(4) ①根據(jù)圖像可知,當(dāng)α(SO2)一定時,比值越大,氫氣的轉(zhuǎn)化率就越大。
②根據(jù)圖像判斷出該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),T1>T2,溫度越高,反應(yīng)速率越快。
(5)根據(jù)題給的起始量和平衡量,結(jié)合兩個反應(yīng)關(guān)系,可以計算出反應(yīng)ⅱ的平衡常數(shù)K。
Ⅰ.(1)25 ℃時,Kb(NH3·H2O)=c(OH-)×c(NH)/c(NH3·H2O)=a2;Ksp(CaSO3)=c(SO)×c(Ca2+)/c(CaSO3)=b;根據(jù)反應(yīng)2NH+Ca2++2OH-+SO===CaSO3↓+2NH3·H2O可知該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=c2(NH3·H2O)×c(CaSO3)/c2(NH)×c(Ca2+)×c2(OH-) ×c(SO)=1/Kb2 Ksp=1/ba2;正確答案:1/ba2。
Ⅱ.(2)根據(jù)蓋斯定律:反應(yīng)(ⅰ-ⅱ)×1/2,可以得到CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) ΔH1=-41.2kJ·mol-1 ;斷裂氫氧鍵速率是斷裂氫氫鍵速率的2倍,說明正逆反應(yīng)速率相等,達到了平衡狀態(tài),A錯誤;反應(yīng)前后混合氣體的總質(zhì)量不變,反應(yīng)前后混合氣體的總量不變,因此混合氣體的平均摩爾質(zhì)量恒為定值,不能判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài),B錯誤;根據(jù)氣態(tài)方程:PV=nRT,當(dāng)V、n保持不變時,壓強與溫度成正比,因為該反應(yīng)在絕熱、恒容體系中進行,當(dāng)體系內(nèi)溫度不變時,體系的壓強不再發(fā)生變化,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C正確;H2O(g)為反應(yīng)物不斷被消耗,H2(g)為生成物,不斷增多,當(dāng)二者體積比保持不變時,即物質(zhì)的濃度保持不變,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D正確;正確答案:CD。
(3)反應(yīng)ⅱ為:2H2(g)+SO2(g) S(l)+2H2O(g) ΔH2=+45.4 kJ·mol-1,反應(yīng)熱等于正反應(yīng)活化能減去逆反應(yīng)活化能,E(正)- E(逆)=ΔH2=+45.4,E(正)=E(逆)+45.4,所以反應(yīng)ⅱ的正反應(yīng)的活化能E>ΔH2;正確答案:>。
(4) ①根據(jù)圖像可知,當(dāng)α(SO2)一定時,比值越大,氫氣的轉(zhuǎn)化率就越大α(H2):M> N;正確答案:>。
②該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡右移,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大;根據(jù)圖像,相同,條件下,T1 時α(SO2)的大于 T2時的α(SO2),說明T1> T2,溫度越高,反應(yīng)速率越快,逆反應(yīng)速率M>Q;正確答案:>。
(5)① ⅰ.2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g)
起始量 2 2 0 0
變化量 1.6 0.8 1.6
平衡量 0.4 1.2 1.6
ⅱ.2H2(g)+SO2(g) S(l)+2H2O(g)
起始量 2 1.2 0
變化量 1.8 0.9 1.8
平衡量 0.2 0.3 1.8
針對反應(yīng)ⅱ各物質(zhì)濃度為c(H2)=0.02mol/L, c(SO2)=0.03 mol/L, c(H2O)=0.18 mol/L, 該溫度下,反應(yīng)ⅱ的平衡常數(shù)K=c2(H2O)/c2(H2)×c(SO2),帶入數(shù)值可求出反應(yīng)ⅱ的平衡常數(shù)=2700;正確答案:2700。
②反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ均為氣體分子總數(shù)減小的反應(yīng),只縮小容器容積,平衡均向右移動,SO2的轉(zhuǎn)化率增大,所以其他條件不變,6 min時縮小容器容積,α(SO2)增大;正確答案:增大;反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ均為氣體分子總數(shù)減小的反應(yīng),只縮小容器容積,平衡均向右移動,SO2的轉(zhuǎn)化率增大。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕鍍在絕緣板上的銅箔,制造印刷電路板。
(1)寫出FeCl3溶液與金屬銅發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_________________________。
(2)某工程師為了從使用過的腐蝕廢液中回收銅,并重新獲得純凈的FeCl3溶液,準(zhǔn)備用如圖所示步驟:
A.寫出上述實驗中加入或生成的有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式:
①________;②________;③________;④________;⑤________;⑥________。
B.寫出下列過程中的離子方程式:
①→②___________________________________;
⑤+⑥_______________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于有機物的說法不正確的是( )
A. 除去乙酸乙酯中混有的乙酸,可以用飽和碳酸鈉溶液
B. 順-2-丁烯與反-2-丁烯與氫氣加成的產(chǎn)物不相同
C. 聚合物可由單體CH3CH=CH2和CH2=CH2加聚制得
D. C3H2Cl6有4種同分異構(gòu)體
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)與生活、社會發(fā)展息息相關(guān),下列有關(guān)說法正確的是
A. “冬月灶中所燒薪柴之灰,令人以灰淋汁,取堿浣衣”。 “薪柴之灰”與銨態(tài)氮肥混合施用可增強肥效。
B. 玻璃和壓電陶瓷都屬于新型無機非金屬材料。
C. 侯德榜制堿法的原理是在飽和食鹽水中先通二氧化碳后通氨氣制得碳酸鈉。
D. 高鐵酸鉀(K2FeO4)在水處理過程中涉及的變化過程有:蛋白質(zhì)的變性、膠體吸附、鹽類水解、氧化還原反應(yīng)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】三氯化磷(PCl3)是一種用于有機合成的重要催化劑。已知:紅磷與少量Cl2反應(yīng)生成PCl3,與過量Cl2反應(yīng)生成PCl5。PCl3遇O2會生成POCl3(三氯氧磷), POCl3溶于PCl3,PCl3遇水會強烈水解。PCl3、POCl3的熔沸點見下表。
物質(zhì) | 熔點/℃ | 沸點/℃ |
PCl3 | -112 | 75.5 |
POCl3 | 2 | 105.3 |
請答下面問題:
(1)選下圖所示發(fā)生裝置,可分別制備氯氣
你選用的裝置是___________,反應(yīng)的離子方程式為____________
(2)實驗室常用下圖所示裝置制取PCl3。
①玻璃管之間的連接需要用到膠皮管,連接的方法是:先把_______,然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管。
②B中所盛試劑是____________________,F(xiàn)中堿石灰的作用是_____________________。
③實驗時,檢查裝置氣密性后,向D裝置的曲頸瓶中加入紅磷,打開K3通入干燥的CO2,一段時間后,關(guān)閉K3,加熱曲頸瓶至上部有黃色升華物出現(xiàn)時通入氯氣,反應(yīng)立即進行。通干燥CO2的作用是______________________________,C裝置中的K1、 K2的設(shè)計也出于類似的目的,為了達到這—實驗?zāi)康模瑢嶒灂r與K1、 K2有關(guān)的操作是___________________。
(3)實驗制得的粗產(chǎn)品中常含有POCl3、PCl5等。加入紅磷加熱除去PCl5,加入紅磷時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________,然后通過__________________(填實驗操作名稱),即可得到較純凈的PCl3。
(4) 通過下面方法可測定產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù):
①迅速稱取1.00g產(chǎn)品,加水反應(yīng)后配成250mL溶液:
②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00mL0.1000mol/L碘水(足量),充分反應(yīng);
③向②所得溶液中加入幾滴淀粉溶液,用0.1000 mol/L的Na2S2O3溶液滴定;
④重復(fù)②、③操作,平均消耗0.1000 mol/L Na2S2O3溶液8.00mL.
己知:H3PO3+I2+H2O=H3PO4+2HI, I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,根據(jù)上述數(shù)據(jù),假設(shè)測定過程中沒有其他反應(yīng),該產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______ 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電,充電時Na2S4還原為Na2S。下列說法錯誤的是
A. 充電時,太陽能轉(zhuǎn)化為電能,又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B. 放電時,a極的電極反應(yīng)式為:4S2--6e-=S42-
C. 充電時,陽極的電極反應(yīng)式為:3I--2e-=I3-
D. M是陰離子交換膜
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】乳酸亞鐵晶體{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}(相對分子質(zhì)量:288)可由乳酸與FeCO3反應(yīng)制得,它易溶于水,是一種很好的補鐵劑。
I.制備碳酸亞鐵:裝置如圖所示。
(1)儀器B的名稱是____________。
(2)實驗操作如下:關(guān)閉活塞2,打開活塞1、3,加入適量稀硫酸反應(yīng)一段時間,其目的是:_________,然后關(guān)閉活塞1,接下來的操作是:_________________。C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。
Ⅱ.制備乳酸亞鐵:
向純凈的FeCO3固體加入足量乳酸溶液,在75℃下攪拌使之充分反應(yīng)。
(3)該反應(yīng)方程式為_______________________________________。為防止乳酸亞鐵變質(zhì),在上述體系中還應(yīng)加入______________________。反應(yīng)結(jié)束后,將所得溶液隔絕空氣低溫蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得乳酸亞鐵晶體。該晶體存放時應(yīng)注意_______。
III.乳酸亞鐵晶體純度的測量:
(4)兩位同學(xué)分別用不同方案進行測定:
①甲同學(xué)通過KMnO4滴定法測定樣品中Fe2+的含量計算樣品純度,所得純度總是大于100%,其原因可能是________________________________。
②乙同學(xué)經(jīng)查閱文獻后改用(NH4)4Ce(SO4)4滴定法測定樣品中Fe2+的含量計算樣品純度(反應(yīng)中Ce4+還原為Ce3+),稱取6.00g樣品配制成250.00mL溶液,取25.00mL用0.10mol·L-1(NH4)4Ce(SO4)4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,消耗標(biāo)準(zhǔn)液20.00mL。則產(chǎn)品中乳酸亞鐵晶體的純度為__________(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中應(yīng)用廣泛。有一種銀鋅電池,其電極分別是Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,總反應(yīng)是Zn+Ag2O=ZnO+2Ag。請回答下列問題。
(1)該電池屬于__________電池(填“一次”或“二次”)。
(2)負(fù)極是_________,電極反應(yīng)式是____________。
(3)使用時,負(fù)極區(qū)的pH_______(填“增大”、“減小”或“不變”,下同),電解質(zhì)溶液的pH__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】“分子篩”是一種具有多孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽(NaAlSiO4·nH2O),其中有許多籠狀孔穴和通道,能讓直徑比孔穴小的分子通過而將大的分子留在外面,故此得名。利用鋁灰(主要成分為Al、Al2O3、AlN、FeO等)制備“分子篩”的一種工藝流程如下:
(1)“分子篩”的化學(xué)式用氧化物形式可表示為_______________。
(2)鋁灰水解產(chǎn)生的氣體為________(填化學(xué)式),該氣體分子中極性鍵的數(shù)目為___________;“水解”在加熱條件下而不在室溫下進行的原因是________________________。
(3)“酸溶”時,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。
(4)該工藝中濾渣的顏色為________________________。
(5)某學(xué)習(xí)小組設(shè)計實驗?zāi)M從濃縮海水(含Ca2+、Mg2+、SO42-)中提取試劑級NaCl:
①實驗中若向濃縮海水中加入的是Na2CO3濃溶液,則有難溶的Mg2(OH)2CO3生成,同時有氣體逸出。該反應(yīng)的離子方程式為__________________________________。
②該學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn)上述實驗即使BaCl2用量不足,第Ⅲ步沉淀中依然含有少量BaCO3。從平衡角度分析其原因:_____________________________________________。
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