【題目】H2S是一種劇毒氣體,工業(yè)生產(chǎn)中可以通過多種手段對其進行回收或再利用。
Ⅰ.900℃時可以用克勞斯法回收H2S氣體,該過程中涉及的部分反應(yīng)如下:
①2H2S(g)+O2(g)S2(g)+2H2O(g) △H=-316.8kJmol-1
②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) △H=-1040.2kJmol-1
(1)4H2S(g)+2SO2(g)3S2(g)+4H2O(g)的△H=___
(2)若在900℃以上絕熱、恒容的密閉容器中,投入一定量的H2S、O2發(fā)生反應(yīng)①,下列說法能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是___
a.混合氣體密度不隨時間變化而變化
b.v正(O2)=2v逆(H2O)
c.體系壓強不隨時間變化而變化
d.反應(yīng)體系溫度不變
e.混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變
f.單位時間內(nèi)生成nmolS2,同時生成2nmolH2S
Ⅱ.工業(yè)上還可以通過硫化氫分解對其進行處理、利用:2H2S(g)S2(g)+2H2(g),在2.0L恒容密閉容器中充入0.1molH2S,不同溫度下測得H2S的轉(zhuǎn)化率與時間的關(guān)系如圖1所示:
(3)950℃時,0~1.25s生成S2(g)的平均反應(yīng)速率為___
(4)該反應(yīng)的△H___0(填“>”“<”或“=”),1050℃達到平衡時H2S的轉(zhuǎn)化率為35%,則該溫度下,平衡常數(shù)K=___(保留一位有效數(shù)字),該溫度下Q點時反應(yīng)___(填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”)
Ⅲ.對H2S廢氣進行利用的另一種途徑是將其設(shè)計成質(zhì)子膜—H2S燃料電池,反應(yīng)原理為2H2S(g)+O2(g)═S2(s)+2H2O(l)。電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖2:
(5)電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為___。
(6)設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,當電路中通過3mol電子時,通過質(zhì)子膜進入___(填“正極區(qū)”或“負極區(qū)”)的H+數(shù)目為___。
【答案】+89.8kJmol-1 cdf 0.004molL-1s-1 > 0.003 逆向移動 2H2S-4e-=S2+4H+ 正極區(qū) 3NA
【解析】
根據(jù)蓋斯定律進行ΔH的計算,分析條件是否為“變量”判斷能否作為達到平衡的標志,根據(jù)公式計算化學反應(yīng)速率,結(jié)合三段式計算平衡常數(shù),根據(jù)原電池原理書寫電極反應(yīng)方程式并進行相關(guān)計算。
Ⅰ.(1)已知①2H2S(g)+O2(g)S2(g)+2H2O(g)△H=-316.8kJmol-1
②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)△H=-1040.2kJmol-1
根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)①×3-②可得反應(yīng)4H2S(g)+2SO2(g)3S2(g)+4H2O(g),則△H=(-316.8kJmol-1)×3-(-1040.2kJmol-1)=+89.8 kJmol-1;
(2)絕熱、恒容的密閉容器中,對于反應(yīng)2H2S(g)+O2(g)S2(g)+2H2O(g):
a.由質(zhì)量守恒可知反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變,又恒容密閉容器,則無論反應(yīng)是否達到平衡,混合氣體的密度始終不變,a不符合題意;
b.根據(jù)化學反應(yīng)速率與化學計量數(shù)成正比分析可知,2v正(O2)=v逆(H2O)時,反應(yīng)正逆反應(yīng)速率相等,而v正(O2)=0.5v正(H2O)<2v逆(H2O),反應(yīng)逆向進行,b不符合題意;
c.反應(yīng)①為放熱反應(yīng),絕熱密閉容器中,隨著反應(yīng)的進行,溫度上高,壓強增大,則反應(yīng)體系壓強不隨時間變化而變化時,說明反應(yīng)達到平衡,c符合題意;
d.反應(yīng)①為放熱反應(yīng),絕熱密閉容器中,隨著反應(yīng)的進行,溫度上高,當反應(yīng)體系溫度不變時,說明反應(yīng)達到平衡,d符合題意;
e.反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,總質(zhì)量不變,則混合氣體平均相對分子質(zhì)量始終不變,不能說明反應(yīng)達到平衡,e不符合題意;
f.單位時間內(nèi)生成nmolS2,同時生成2nmolH2S,則正逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)達到平衡,f符合題意;
故答案為:cdf;
Ⅱ.(3)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)可知,950℃時,0~1.25s內(nèi)H2S的轉(zhuǎn)化率為20%,則反應(yīng)了0.1×20%=0.02molH2S,根據(jù)方程式可知生成了0.01molS2,則生成S2的平均反應(yīng)速率;
(4)由圖可知,升高溫度,H2S的轉(zhuǎn)化率增大,即反應(yīng)正向進行,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,1050℃達到平衡時H2S的轉(zhuǎn)化率為35%,則可列平衡三段式為:
平衡常數(shù),該溫度下,Q點時,轉(zhuǎn)化率增大,所以Qc>K,平衡逆向移動;
Ⅲ.(5)根據(jù)電池工作原理圖分析可知,H2S在電極a失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成S2,則電極a為原電池負極,電極反應(yīng)為2H2S-4e-=S2+4H+;
(6)原電池中陽離子向正極移動,根據(jù)電極a的電極反應(yīng)2H2S-4e-=S2+4H+可知,當電路中通過3mol電子時,3molH+通過質(zhì)子膜進入正極區(qū),數(shù)目為3NA。
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【題目】(1)比較熔點:晶體_______白磷晶體(填“>”、“<”或“=”),判斷的理由是_______________;
(2)酸堿質(zhì)子理論認為,能電離出質(zhì)子(氫離子)的物質(zhì)是酸,能結(jié)合質(zhì)子的物質(zhì)是堿,用一個離子方程式說明:與的堿性強弱________________;
(3)一水合氨分子中,與實際上是通過氫鍵相結(jié)合,請結(jié)合一水合氨的性質(zhì),用結(jié)構(gòu)式畫出一水合氨最有可能的分子結(jié)構(gòu)____________。
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【題目】某課外研究小組,用含有較多雜質(zhì)的銅粉,通過不同的化學的反應(yīng)制取膽礬。其設(shè)計的實驗過程為:
(1)銅中含有大量的有機物,可采用灼燒的方法除去有機物,灼燒時將瓷坩堝置于___上(用以下所給儀器的編號填入,下同),取用坩堝應(yīng)使___,灼燒后的坩堝應(yīng)放在___上,不能直接放在桌面上。
a.蒸發(fā)皿 b.石棉網(wǎng) c.泥三角 d.表面皿 e.坩堝鉗 f.試管夾
(2)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物,用以制取膽礬。灼燒后含有少量銅的可能原因是___。
a.灼燒過程中部分氧化銅被還原
b.灼燒不充分銅未被完全氧化
c.氧化銅在加熱過程中分解生成銅
d.該條件下銅無法被氧氣氧化
(3)通過途徑Ⅱ?qū)崿F(xiàn)用粗制氧化銅制取膽礬,必須進行的實驗操作步驟:酸溶、加熱通氧氣、過濾、___、冷卻結(jié)晶、___、自然干燥。
(4)由粗制氧化銅通過兩種斜徑制取膽礬,與途徑I相比,途徑Ⅱ有明顯的兩個優(yōu)點是:____。
(5)在測定所得膽礬(CuSO4·xH2O)中結(jié)晶水x值的實驗過程中,若測定結(jié)果x值偏高,可能的原因是___。
a.加熱溫度過高
b.膽礬晶體的顆粒較大
c.加熱后放在空氣中冷卻
d.膽礬晶體部分風化
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【題目】已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ/mol
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g)ΔH=-226kJ/mol
根據(jù)以上熱化學方程式判斷,下列說法正確的是
A. CO的燃燒熱為283 kJ
B. 如圖可表示由CO生成CO2的反應(yīng)過程和能量關(guān)系
C. 2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-452 kJ/mol
D. CO(g)與Na2O2(s)反應(yīng)放出509 kJ熱量時,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為6.02×1023
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【題目】Ⅰ、工業(yè)上制硫酸的主要反應(yīng)之一為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應(yīng)過程中能量的變化如圖所示。
(1)由圖可知該反應(yīng)的正反應(yīng)為_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(2)向反應(yīng)體系中加入催化劑后,圖中E1_____(填“增大”“減小”或“不變”,下同),E3______。
Ⅱ、如圖所示,把試管放入盛有25℃時飽和石灰水的燒杯中,試管中開始放入幾小塊鎂片,再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中,試回答下列問題:
(3)寫出試管內(nèi)反應(yīng)的離子方程式___________________________;
(4)實驗中觀察到石灰水中的現(xiàn)象:Ⅰ鎂片溶解、Ⅱ鎂片上產(chǎn)生大量氣泡、Ⅲ_________________,產(chǎn)生上述現(xiàn)象Ⅲ的原因是____________________________。
(5)由實驗推知,MgCl2溶液和H2的總能量______(填“大于”、“小于”或“等于”)鎂片和鹽酸的總能量。
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【題目】下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是
A.向NaClO溶液中通入過量CO2:ClO-+ CO2 + H2O = HClO + HCO
B.向FeCl3溶液中加入銅粉:Fe3+ + Cu = Fe2+ + Cu2+
C.用NaOH溶液吸收NO2:2OH-+ 2NO2 = 2NO + H2O
D.向AlCl3溶液中滴加氨水:Al3+ + 3OH-=Al(OH)3↓
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【題目】已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452kJ·mol-1
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
下列說法正確的是( )
A.H2(g)的燃燒熱為571.6kJ·mol-1
B.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C.3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+135.9 kJ·mol-1
D.等質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒,H2(g)燃燒放出的熱量多
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【題目】某化學科研小組研究在其他條件不變時,改變某一條件對A2(g)+3B2(g)2AB3(g)化學平衡狀態(tài)的影響,得到如下圖所示的變化規(guī)律(圖中T表示溫度,n表示物質(zhì)的量),根據(jù)如圖可得出的判斷結(jié)論不正確的是( )
A.反應(yīng)速率c>b>a
B.達到平衡時A2的轉(zhuǎn)化率大小為:b>a>c
C.若T2>T1,則正反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
D.達到平衡時,AB3的物質(zhì)的量大小為:c > b > a
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【題目】一定溫度下,在某2 L恒容密閉容器中加入納米級氧化亞銅并通入0.1 mol 水(g),發(fā)生如下反應(yīng):2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH=+484 kJ·mol-1。不同時間產(chǎn)生O2的物質(zhì)的量見下表:
時間/min | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(O2)/mol | 0.0010 | 0.0016 | 0.0020 | 0.0020 |
下列說法不正確的是( )
A.前20 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2O)=5×10-5mol·L-1·min-1
B.達到平衡時,需要從外界吸收的能量為0.968 kJ
C.增大水的濃度,可以改變待反應(yīng)的限度
D.使用納米級的氧化亞銅,可以增大平衡時氧氣的體積分數(shù)
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