Question

【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(Q＞0)

(1)以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(hào))

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(duì)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_________(填“增大”、“減小”、或“不變”)。

(3)請(qǐng)?jiān)谙率街袠?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______和_____；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(shí)，需要甲烷的物質(zhì)的量為__________mol.

Answer 1

【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(shí)，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(gè)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(shí)，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(duì)分子質(zhì)量不再變化時(shí)，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��；
(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(jià)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SO2和H2O；S8與S2為S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CO2和H2O和N2，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(shí)，根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算，則需要甲烷的物質(zhì)的量為1.5mol。