【題目】目前,處理煙氣中 SO2 常采用兩種方法:堿液吸收法和水煤氣還原法。
Ⅰ.堿液吸收法
25℃時,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;H2SO3:Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7;Ksp(CaSO4)=7.1×10-5。
第1步:用過量的濃氨水吸收 SO2,并在空氣中氧化;
第2步:加入石灰水,發(fā)生反應(yīng) Ca2++2OH-+2NH4++SO42-CaSO4↓+2NH3·H2O K。
(1)25℃時,0.1 mol·L-1(NH4)2SO3 溶液的 pH_____(填“>”“<”或“=”)7。
(2)計(jì)算第2步中反應(yīng)的 K=_____。
Ⅱ.水煤氣還原法
已知:①2CO(g)+SO2(g)=S(l)+2CO2(g) ΔH1=-37.0 kJ·mol-1
②2H2(g)+SO2(g)=S(l)+2H2O(g) ΔH2=+45.4 kJ·mol-1
③CO 的燃燒熱ΔH3=-283 kJ·mol-1
(3)表示液態(tài)硫(S)的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_________。
(4)反應(yīng)②中,正反應(yīng)活化能 E1_____(填“>”“<”或“=”)ΔH2。
(5)在一定壓強(qiáng)下,發(fā)生反應(yīng)①。平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率α(SO2)與投料比的比值[=y]、溫度 T 的關(guān)系如圖所示。
比較平衡時CO的轉(zhuǎn)化率α(CO):N_____M。逆反應(yīng)速率:N_____P(填“>”“<”或“=”)。
(6)某溫度下,向10L恒容密閉容器中充入2molH2、2 molCO和2molSO2發(fā)生反應(yīng)①、②,第5min時達(dá)到平衡,測得混合氣體中CO2、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)②的平衡常數(shù)K為_____。
②其他條件不變,在第 7 min 時縮小容器體積,SO2的平衡濃度_____(填“增大”“減小”或“不變”)。
【答案】> 4.3×1013 S(l)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-529 kJ·mol-1 > > < 2700 增大
【解析】
(1)根據(jù)Kb(NH3H2O)=1.8×10-5>Ka2(H2SO3)=1.0×10-7,分析判斷;
(2)第2步:加入石灰水,發(fā)生反應(yīng)Ca2++2OH-+2NH4++SO42-CaSO4↓+2NH3H2O,化學(xué)平衡常數(shù)K=,結(jié)合電離平衡常數(shù)和溶度積常數(shù)分析計(jì)算;
(3)根據(jù)蓋斯定律分析解答;
(4)根據(jù)焓變△H2=E1-E2結(jié)合反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)分析判斷;
(5)反應(yīng)①的正反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng),溫度相同、投料比的比值[=y]越大,SO2的轉(zhuǎn)化率α越大;投料比相同時,溫度越高,SO2的轉(zhuǎn)化率α越低,據(jù)此分析解答;
(6)①根據(jù)三段式結(jié)合平衡常數(shù)K=計(jì)算;②其他條件不變,在第7min時縮小容器體積,即使容器的壓強(qiáng)增大,化學(xué)平衡正向移動,據(jù)此分析判斷。
(1)由于Kb(NH3H2O)=1.8×10-5>Ka2(H2SO3)=1.0×10-7,根據(jù)鹽的水解規(guī)律:“誰弱誰水解,誰強(qiáng)顯誰性”可知,(NH4)2SO3溶液呈堿性,pH>7;故答案為:>;
(2)第2步:加入石灰水,發(fā)生反應(yīng)Ca2++2OH-+2NH4++SO42-CaSO4↓+2NH3H2O 化學(xué)平衡常數(shù)K====4.3×1013,故答案為:4.3×1013;
(3)①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) △H1=-37.0kJ/mol,②2H2(g)+SO2(g)=S(l)+2H2O(g) △H2=+45.4kJ/mol,CO的燃燒熱△H3=-283kJ/mol,即③CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H3=-283kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律③×2-①計(jì)算S(l)+O2(g)=SO2(g)的△H=(-283kJ/mol)×2 - (-37.0kJ/mol)=-529kJ/mol,熱化學(xué)方程式為S(l)+O2(g)=SO2(g) △H=-529kJ/mol,故答案為:S(l)+O2(g)=SO2(g) △H=-529kJ/mol;
(4)反應(yīng)②的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),焓變△H2=E1-E2(逆反應(yīng)活化能)>0,E1=E2+△H2,由于E2>0,所以E1>△H2,故答案為:>;
(5)反應(yīng)①的正反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng),溫度相同、投料比的比值[=y]越大,SO2的轉(zhuǎn)化率α越大、CO的轉(zhuǎn)化率越小,即y1>y2,投料比相同時,溫度越高,SO2的轉(zhuǎn)化率α越低,所以N點(diǎn)的投料比小、溫度低,則CO的轉(zhuǎn)化率大于M點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率;N、P投料比相同,但P點(diǎn)溫度高,所以P點(diǎn)反應(yīng)速率大于N點(diǎn),逆反應(yīng)速率:N<P,故答案為:>;<;
(6)①對于 2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)
開始(mol/L) 0.2 0.2 0
變化(mol/L) 0.16 0.08 0.16
平衡(mol/L) 0.04 0.12 0.16
對于2H2(g)+SO2(g)
開始(mol/L) 0.2 0.12 0
變化(mol/L) 0.18 0.09 0.18
平衡(mol/L) 0.02 0.03 0.18
所以反應(yīng)②的化學(xué)平衡常數(shù)K===2700,故答案為:2700;
②其他條件不變,在第7min時縮小容器體積,即使容器的壓強(qiáng)增大,由于兩個反應(yīng)的正反應(yīng)都是氣體體積減小的反應(yīng),所以縮小體積,容器的壓強(qiáng)增大,化學(xué)平衡正向移動,二氧化硫的物質(zhì)的量減小,但由于容器體積減小,所以二氧化硫的濃度仍然會增大,故答案為:增大。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下表是元素周期表的一部分
(1)表中非金屬性最強(qiáng)的元素為__________(填寫元素符號)。
(2)寫出元素⑦最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式___________。
(3)表中元素③和⑤可以組成原子比例為1:1的物質(zhì),元素②可以組成一種常見的氣體單質(zhì),請畫出兩種分子的電子式____________、____________。
(4)表中元素④⑦氫化物的穩(wěn)定性由大到小的順序?yàn)椋?/span>__________ (填寫化學(xué)式)。
(5)表中有一種元素的單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料,它在元素周期表中的位置是________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】聚合硫酸鐵(簡稱PFS或聚鐵)是水處理中重要的絮凝劑。以黃鐵礦的燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)為原料制取聚合硫酸鐵()的工藝流程如下:
(1)酸浸時最合適的酸是_____(寫化學(xué)式)。
(2)酸浸后溶液中主要的陽離子有_____。
(3)加入KClO3的目的是_____________________________(結(jié)合離子方程式說明)。
(4)過程a中生成聚合硫酸鐵的過程是先水解再聚合。將下列水解反應(yīng)原理的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整。
_____Fe2(SO4)3+_____H2O______Fe2(OH)x(SO4)3-+ _____ ______
(5)過程a中水解要嚴(yán)控pH的范圍。pH偏小或偏大聚合硫酸鐵的產(chǎn)率都會降低,請解釋原因__________。
(6)鹽基度B是衡量絮凝劑絮凝效果的重要指標(biāo),通常鹽基度越高,絮凝效果越好。鹽基度B的表達(dá)式:(n為物質(zhì)的量)。為測量聚合硫酸鐵的鹽基度,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作:
ⅰ.取聚合硫酸鐵樣品m g,加入過量鹽酸,充分反應(yīng),再加入煮沸后冷卻的蒸餾水,再加入KF溶液屏蔽Fe3+,使Fe3+不與OH-反應(yīng)。然后以酚酞為指示劑,用c mol/L的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液進(jìn)行中和滴定,到終點(diǎn)時消耗NaOH溶液V mL。
ⅱ.做空白對照實(shí)驗(yàn),取與步驟ⅰ等體積等濃度的鹽酸,以酚酞為指示劑,用c mol/L的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液進(jìn)行中和滴定,到終點(diǎn)時消耗NaOH溶液V0 mL。
①該聚合硫酸鐵樣品中n(OH-) =_________mol。
②已知該樣品中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w,則鹽基度B=_______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】T1、T2兩種溫度下BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,請回答下列問題:
(1)T1____(填“>”“<”或“=”)T2,T2時Ksp(BaSO4)=______。
(2)根據(jù)T1溫度時BaSO4的沉淀溶解平衡曲線,判斷下列說法正確的是____(填序號)。
A.加入Na2SO4可由a點(diǎn)變?yōu)?/span>b點(diǎn)
B.在T1曲線上方區(qū)域(不含曲線)的任意一點(diǎn)時,均有BaSO4沉淀生成
C.蒸發(fā)溶劑可能由d點(diǎn)變?yōu)?/span>T1曲線上a、b之間的某一點(diǎn)(不含a、b)
D.升溫可由b點(diǎn)變?yōu)?/span>d點(diǎn)
(3)沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化在無機(jī)物制備和提純及科研等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。已知25 ℃時,Ksp(BaSO4)=1×10-10。
①醫(yī)學(xué)上進(jìn)行消化系統(tǒng)的X射線透視時,常使用BaSO4作內(nèi)服造影劑。胃酸的酸性較強(qiáng)(pH約為1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于胃酸的原因是________(用沉淀溶解平衡原理解釋)。萬一誤服了少量BaCl2,應(yīng)盡快用大量0.5 mol/L Na2SO4溶液洗胃,如果忽略洗胃過程中Na2SO4溶液濃度的變化,殘留在胃液中的Ba2+濃度僅為____ mol/L。
②長期使用的鍋爐需要定期除水垢,否則會降低燃料的利用率。水垢中含有CaSO4,可先用Na2CO3溶液處理,使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去。CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3的離子方程式為_______________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】不同條件下,物質(zhì)X可轉(zhuǎn)化為Y,也可轉(zhuǎn)化為Z,轉(zhuǎn)化過程中的能量變化如圖所示。下列說法正確的是( )
A.由2X→3Y的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B.X、Y、Z三種物質(zhì)中最不穩(wěn)定的是Z
C.反應(yīng)物總鍵能大于Z物質(zhì)的總鍵能
D.若Y可轉(zhuǎn)化為Z,則相應(yīng)的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)利用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行鐵跟水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn),并繼續(xù)研究鐵及其化合物的部分性質(zhì)。
請回答下列問題。
(1)硬質(zhì)試管中發(fā)生的化學(xué)方程式___________________。
(2)該同學(xué)欲確定反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案:
①待硬質(zhì)試管冷卻后,取少許其中的固體物質(zhì)溶于稀硫酸得溶液B;
②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液變紅色,則說明硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)一定有_________,可能有_________(填寫“化學(xué)式”),若溶液未變紅色,則說明硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的成分是___________________(填寫“化學(xué)式”)。
(3)該同學(xué)按上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),結(jié)果溶液未變紅色,原因是:______(用離子方程式表示)。
(4)該同學(xué)馬上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反應(yīng)。若按圖所示的操作,可觀察到生成白色沉淀,迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色的現(xiàn)象,請寫出與上述白色沉淀變成紅褐色的反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________。
(5)一段時間后,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)(3)中未變紅的溶液變成紅色,說明Fe2+具有_____性。由此可知,實(shí)驗(yàn)室中含Fe2+的鹽溶液現(xiàn)用現(xiàn)配制的原因是_________,并且配制含Fe2+的鹽溶液時應(yīng)加入少量_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在不同條件下,分別測得反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的化學(xué)反應(yīng)速率,其中表示該反應(yīng)進(jìn)行得最快的是( )
A. υ(SO2)=4 mol·L-1·min-1B. υ(O2)=3 mol·L-1·min-1
C. υ(SO2)=0.1 mol·L-1·s-1D. υ(O2)=0.1 mol·L-1·s-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】含鉻()廢水用硫酸亞鐵銨[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]處理,反應(yīng)中鐵元素和鉻元素完全轉(zhuǎn)化為沉淀。該沉淀經(jīng)干燥后得到nmol FeO·FeyCrxO3。不考慮處理過程中的實(shí)際損耗,下列敘述錯誤的是( )
A. 消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n(2-x)mol
B. 處理廢水中的物質(zhì)的量為mol
C. 反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3nxmol
D. 在FeO· FeyCrxO3中,3x=y
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】β—月桂烯的結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法正確的是
A. 與乙烯互為同系物
B. 與其互為同分異構(gòu)體且苯環(huán)上只有一個側(cè)鏈的共有4種
C. 化學(xué)式為C10H16
D. 一分子該物質(zhì)與一分子溴發(fā)生加成最多有3種產(chǎn)物
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