【題目】廢氣中的 H2S 通過高溫?zé)岱纸饪芍迫錃猓?/span>2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)。現(xiàn)在 3L 密閉容器中,控制不同 溫度進(jìn)行 H2S 分解實驗。
(1)某溫度時,測得反應(yīng)體系中有氣體 1.31mol,反應(yīng) tmin 后,測得氣體為 1.37mol,則 tmin 內(nèi) H2 的生成 速率為___________________。
(2) 某溫度時,可作為判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志依據(jù)是_____(選填編號)。
a. 氣體的壓強(qiáng)不發(fā)生變化 b. 氣體的密度不發(fā)生變化
(3)實驗結(jié)果如圖。圖中曲線 a 表示 H2S 的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系,曲線b 表示不同溫度下、反應(yīng)經(jīng)過相同時間且未達(dá)到化學(xué)平衡時 H2S 的轉(zhuǎn)化率。
該反應(yīng)為________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。在容器體積不變的情況下, 如果要提高 H2的體積分?jǐn)?shù),可采取的一種措施是_______________________
(4)使 1LH2S 與 20L 空氣(空氣中 O2 體積分?jǐn)?shù)為 0.2)完全反應(yīng)后恢復(fù)到室溫,混合氣體的體積是________L。若 2gH2S 完全燃燒后生成二氧化硫和水蒸氣,同時放出 29.4kJ 的熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_________________。
【答案】0.04/t mol/(L·min) a 吸熱 升高反應(yīng)溫度,及時分離S2氣體等(任寫一條,合理即可) 19.5 2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) H =-999.6KJ/mol
【解析】
此題是一化學(xué)平衡綜合題,涉及化學(xué)平衡基本計算,基本判斷知識比較基礎(chǔ)。
(1)根據(jù)方程式可知每生成2mol氫氣,氣體減少1L。某溫度時,測得反應(yīng)體系中有氣體1.31mol,反應(yīng)1 min后,測得氣體為1.37mol,氣體減少0.06mol,所以生成氫氣是0.12mol,濃度是0.04mol/L,則tmin 內(nèi)H2的生成速率為0.04/t mol/(L·min)。
(2)a.正反應(yīng)體積增加,則氣體的壓強(qiáng)不發(fā)生變化說明達(dá)到平衡狀態(tài),故a正確;
b.密度是混合氣體的質(zhì)量和容器容積的比值,質(zhì)量和容積均不變,因此氣體的密度不發(fā)生變化不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),b錯誤;
(3)根據(jù)圖像可知升高溫度轉(zhuǎn)化率增大,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,因此該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。正反應(yīng)是體積增大、吸熱的可逆反應(yīng),因此在容器體積不變的情況下,如果要提高H2的體積分?jǐn)?shù),可采取的措施是升高反應(yīng)溫度,及時分離S2氣體等。
(4) 20L空氣中氧氣的體積是20L×0.2=4L,氧氣和H2S反應(yīng)的方程式為2H2S+3O2=2SO2+2H2O,這說明氧氣過量,剩余氧氣是4L-1.5L=2.5L;生成SO2是1L,則完全反應(yīng)后恢復(fù)到室溫,混合氣體的體積是16L+2.5L+1L=19.5L。若2gH2S完全燃燒后生成二氧化硫和水蒸氣,同時放出29.4 kJ的熱量,則2molH2S完全反應(yīng)放出的熱量是999.6KJ,因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) H=-999.6kJ/mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】二茂鐵[Fe(C5H5)2]可作為燃料的節(jié)能消煙劑、抗爆劑。二茂鐵的電化學(xué)制備裝置與原理如圖所示,下列說法正確的是
A.a為電源的正極
B.電解質(zhì)溶液是NaBr水溶液和DMF溶液的混合液
C.二茂鐵制備過程中陰極的電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑
D.電解池的總反應(yīng)化學(xué)方程式為Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2↑
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【題目】將H2S轉(zhuǎn)化為可再利用的資源是能源研究領(lǐng)域的重要課題。
(1)H2S的轉(zhuǎn)化
Ⅰ | 克勞斯法 |
|
Ⅱ | 鐵鹽氧化法 | |
Ⅲ | 光分解法 |
① 反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是________。
② 反應(yīng)Ⅱ:____+ 1 H2S ==____Fe2+ + ____S↓ + ____(將反應(yīng)補(bǔ)充完整)。
③ 反應(yīng)Ⅲ體現(xiàn)了H2S的穩(wěn)定性弱于H2O。結(jié)合原子結(jié)構(gòu)解釋二者穩(wěn)定性差異的原因:_______。
(2)反應(yīng)Ⅲ硫的產(chǎn)率低,反應(yīng)Ⅱ的原子利用率低。我國科研人員設(shè)想將兩個反應(yīng)耦合,實現(xiàn)由H2S高效產(chǎn)生S和H2,電子轉(zhuǎn)移過程如圖。
過程甲、乙中,氧化劑分別是______。
(3)按照設(shè)計,科研人員研究如下。
① 首先研究過程乙是否可行,裝置如圖。經(jīng)檢驗,n極區(qū)產(chǎn)生了Fe3+,p極產(chǎn)生了H2。n極區(qū)產(chǎn)生Fe3+的可能原因:
。Fe2+ - e- = Fe3+
ⅱ.2H2O -4e-=O2 +4H+,_______(寫離子方程式)。經(jīng)確認(rèn),ⅰ是產(chǎn)生Fe3+的原因。過程乙可行。
② 光照產(chǎn)生Fe3+后,向n極區(qū)注入H2S溶液,有S生成,持續(xù)產(chǎn)生電流,p極產(chǎn)生H2。研究S產(chǎn)生的原因,設(shè)計如下實驗方案:______。 經(jīng)確認(rèn),S是由Fe3+氧化H2S所得,H2S不能直接放電。過程甲可行。
(4)綜上,反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ能耦合,同時能高效產(chǎn)生H2和S,其工作原理如圖。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),除了Fe3+/Fe2+ 外,I3-/I- 也能實現(xiàn)如圖所示循環(huán)過程。結(jié)合化學(xué)用語,說明I3-/I- 能夠使S源源不斷產(chǎn)生的原因:________。
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【題目】常溫下,在體積均為20mL、濃度均為0.1mol·L-1的HX溶液、HY溶液中分別滴加同濃度的NaOH溶液,反應(yīng)后溶液中水電離的c(H+)表示為pH水=-lgc(H+)水。pH水與滴加氫氧化鈉溶液體積的關(guān)系如圖所示。
下列推斷正確的是
A.HX的電離方程式為HX=H++X-
B.T點(diǎn)時c(Na+)=c(Y-)>c(H+)=c(OH-)
C.常溫下用蒸餾水分別稀釋N、P點(diǎn)溶液,pH都降低
D.常溫下,HY的電離常數(shù)
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【題目】氫氣和氟氣反應(yīng)生成氟化氫的過程中能量變化如圖所示。由圖可知
A. 生成1 molHF氣體放出的熱量為270 kJ
B. H2(g)+ F2(g)→ 2HF(l)+ 270 kJ
C. 反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量
D. 該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
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【題目】CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體,CO2的綜合利用是解決溫室問題的有效途徑。
(1)研究表明CO2和H2在催化劑存在下可發(fā)生反應(yīng)生成CH3OH。已知部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)△H1=-726.5kJmol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(1)△H2=-285.8kJmol-1
H2O(g)=H2O(l) △H3=-44kJmol-1
則CO2與H2反應(yīng)生成氣態(tài)CH3OH和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為__。
(2)為研究CO2與CO之間的轉(zhuǎn)化,讓一定量的CO2與足量碳在體積可變的密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g)2CO(g) △H,反應(yīng)達(dá)平衡后,測得壓強(qiáng)、溫度對CO的體積分?jǐn)?shù)(φ(CO)%)的影響如圖所示;卮鹣铝袉栴}:
①壓強(qiáng)p1__1.0MPa(填>、=或<)。
②900℃、1.0MPa時,足量碳與amolCO2反應(yīng)達(dá)平衡后,CO2的轉(zhuǎn)化率為__,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=__(保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字)(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)①以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑,可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸,CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g)。為了提高該反應(yīng)中CO2的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是___(寫一條即可)。
②在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示。250~300℃時,乙酸的生成速率降低的主要原因是__;300~400℃時,乙酸的生成速率升高的主要原因是__。
(4)將1.0×10-3mol/LCoSO4與1.2×10-3mol/L的Na2CO3等體積混合,此時溶液中的Co2+的濃度為___mol/L。(已知:CoCO3的溶度積為:Ksp=1.0×10-13)
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【題目】以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為:
物質(zhì) | V2O5 | V2O4 | K2SO4 | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 |
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | 2.2~2.9 | 2.8~3.1 | 22~28 | 60~65 | 1~2 | <1 |
以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線:
回答下列問題:
(1)“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+,反應(yīng)的離子方程式為___________,同時V2O4轉(zhuǎn)成VO2+。“廢渣1”的主要成分是__________________。
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+變?yōu)?/span>VO2+,則需要氧化劑KClO3至少為______mol。
(3)“中和”作用之一是使釩以V4O124形式存在于溶液中。“廢渣2”中含有_______。
(4)“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為:4ROH+ V4O124R4V4O12+4OH(以ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率,淋洗液應(yīng)該呈_____性(填“酸”“堿”“中”)。
(5)“流出液”中陽離子最多的是________。
(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀,寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。
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【題目】硫鐵礦燒渣(主要成分Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是工業(yè)生產(chǎn)硫酸的廢渣,利用硫鐵礦燒渣制備鐵紅等產(chǎn)品的流程如下圖所示:
(1)硫鐵礦燒渣焙燒時所添加的還原劑最有可能的是______。
A.鋁 B.鋅 C.碳
(2)酸浸、過濾后濾液中的主要成分是________。濾渣是__________。
(3)反應(yīng)Ⅰ的溶液為防止被氧化,需加___________,其離子方程式為__________________。
(4)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)溫度一般需控制在15℃以下,其目的是____________________。
(5)空氣中煅燒FeCO3生成產(chǎn)品b的化學(xué)反應(yīng)方程式為_____________________。
(6)檢驗產(chǎn)品a中是否含有氯化物雜質(zhì)的實驗操作是:取少量產(chǎn)品a于試管中配成溶液,___________。
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【題目】將3.72g金屬鈉、氧化鈉和過氧化鈉的混合物與足量水反應(yīng),在標(biāo)準(zhǔn)狀況下得到672mL混合氣體,將混合氣體電火花點(diǎn)燃,恰好完全反應(yīng),則原混合物中鈉、氧化鈉、過氧化鈉的物質(zhì)的量之比為( )
A. 3:2:1 B. 4:2:1 C. 2:1:1 D. 1:1:1
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