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黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其燃烧产物为SO2和Fe2O3
(1)已知1g FeS2完全燃烧放出7.1kJ热量,则表示FeS2完全燃烧反应的热化学方程式为:
______________________________________________________________。
(2)将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中,反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol/L。则该条件下反应的平衡常数K的数值为___________,SO2的平衡转化率为__________。
(3)当该反应处于平衡状态时,欲使平衡向正反应方向移动且反应速率加快,下列措施可行的是      。(填字母)

A.向平衡混合物中充入Ar B.向平衡混合物中充入O2 
C.改变反应的催化剂 D.降低反应的温度 
(4)反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  △H<0 , SO2的转化率在起始温度T1=673K下随反应时间(t)的变化如下图,其他条件不变,仅改变起始温度为T2=723K,请在图中画出温度T2下SO2的转化率随反应时间变化的预期结果示意图。

(1)4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)  △H=-3408kJ/mol    (2分)
(2)K=1.6×103(2分)  80% (2分)  (3)B(1分,多选不得分)  

解析试题分析:(1)FeS2完全燃烧燃烧的化学方程式是4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,由于1g FeS2完全燃烧放出7.1kJ热量,则4molFeS2完全燃烧放出的热量是7.1kJ×120×4=3408kJ,所以该反应的热化学方程式是4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)  △H=-3408kJ/mol。
(2)              2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始浓度(mol/L)  0.050   0.030       0
转化浓度(mol/L)  0.040   0.020       0.040
平衡浓度(mol/L)  0.010   0.010      0.040
所以该温度下平衡常数K==1600
SO2的平衡转化率=×100%=80%
(3)向平衡混合物中充入Ar,容器容积不变,浓度不变,反应速率和平衡状态不变,A不正确;向平衡混合物中充入O2,增大反应物的浓度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,B正确;改变反应的催化剂平衡状态不变,C不正确;降低反应的温度,平衡向正反应方向移动,但反应速率降低,D不正确,答案选B。
(4)温度高反应速率快,到达平衡的时间减少。由于正反应是放热反应,所以温度高不利于平衡向正反应方向进行,SO2的转化率降低,因此正确的图像是
考点:考查热化学方程式的书写、平衡常数和转化率的计算、外界条件对反应速率和平衡状态的判断以及可逆反应图像的分析和判断
点评:该题是高考中的常见考点和题型,属于中等难度试题的考查,试题综合性强,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力,提升学生的学科素养。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

能源是现代社会发展的支柱之一。
(1)化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化。
①下列反应中,属于放热反应的是___________(填序号)。
a. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl混合搅拌
b. 高温煅烧石灰石
c. 铝与盐酸反应
②某同学进行如下图所示实验,测量稀盐酸与烧碱溶液中和反应的能量变化。实验表明:反应温度升高,由此判断该反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应,其离子方程式是_______________。

(2)电能是现代社会应用最广泛的能源之一。
下图所示的原电池装置中,其负极是_____________________,正极上能够观察到的现象是____________________________,正极的电极反应式是_________________________。
原电池工作一段时间后,若消耗锌6.5g,则放出气体__________g。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(I某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。在微生物作用下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-,两步反应的能量变化示意图如下:

(1)1 mo1NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是   _                    
(2)在一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成 N2,若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是_          
(B)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术
将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:2NO十2CO2CO2+ N2 △H
某温度下用气体传感器测得不同的时间的NO和CO浓度如下表:

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H  0(填写“>”、“<”、“=”)
(2)在该温度下,反应的平衡常数K=              (只写出计算结果);
(3)某同学设计了三组实验,分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,
部分实验条件如下表:

该同学画出了表中三个实验条件下,混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,请在图上标明各条曲线的实验编号;

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl和SO42—等杂质,提纯工艺线路如图所示:

Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示:

Ⅱ.有关物质的溶度积如下

物质
CaCO3
MgCO3
Ca(0H)2
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
4.96×109
6.82×106
4.68×106
5.61×10-12
2.64×1039
 
回答下列问题:
(1)加入NaOH溶液时,反应的离子方程式为             。向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+):c(Fe3+)=      
(2)“母液”中除了含有Na+、CO32—外,还含有           等离子。
(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线进行循环使用。请你分析在实际工业生产中是否可行:       (填“可行”或“不可行”),并说明理由:            。
(4)已知:Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3(s)+10H2O(g)="+532.36" kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)   ="+473.63" kJ·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式:                             

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

研究NO2.SO2.CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2可用水吸收,也可用NH3处理,也可用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)     △H=-1160 kJ·mol-1
若用标准状况下2.24L CH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子总数为______(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为______kJ。 
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)  ?H=-196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ?H=-113.0 kJ·mol-1
(ⅰ)则反应NO2(g)+SO2 (g) SO3(g)+NO(g)的?H=           kJ·mol-1
(ⅱ)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是       
A.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2     B.体系压强保持不变
C.混合气体颜色保持不变                   D. SO3和NO的体积比保持不变
(ⅲ)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图(左)所示。
平衡状态由A变到B时.平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”.“<”或“=”)
   
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如上图(右)所示。该反应?H      0(填“>”或“ <”)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

氮是地球上含量丰富的原子元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)25℃时,0.1mol/LNH4NO3溶液中水的电离程度     (填“大于”、“等于”或“小于”) 0.1mol/L NaOH溶液中水的电离程度。
(2)若将0.1mol/L NaOH溶液和0.2mol/LNH4NO3溶液等体积混合,混合溶液中2c(NH4+)>c(NO3),所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是                       
(3)发射火箭时肼(N2H4)为燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。经测定16g气体在上述反应中放出284kJ的热量。则该反应的热化学方程式是                       
(4)下图是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图。

已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H=+180kJ/mol
2NO (g)+O2(g)=2NO2(g)     △H=-112.3kJ/mol
则反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的△H是       

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

⑴20世纪30年代,Eyring和Pzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图⑴所示是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,说明这个反应是        (填“吸热”或“放热”)反应,NO2和CO的总能量     (填“>”、“<”或“=”)CO2和NO的总能量。
    
⑵某温度时,在一个2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质物质的量随时间的变化曲线如图⑵所示。根据图中数据,试填写下列空白:
①该反应在            min时达到平衡状态(反应限度);
②该反应的化学方程式为:                                       

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科目:高中化学 来源: 题型:问答题

(16分)最近全国各地持续出现雾霾天气,其首要污染物是可吸入颗粒物PM2.5和氮、硫的氧化物(PM2.5直径接近2.5×10-6m,1纳米=10-9m),主要来源为工业废气、机动车尾气等。因此对PM2.5、SO2、NOx进行研究、处理意义重大。
(1) 下列关于PM2.5说法正确的是       
a.PM2.5在空气中形成了胶体;
b.PM2.5表面积大,能吸附大量有毒、有害物质;
c.少开私家车,尽量选择公交、地铁出行,某种程度可以减少PM2.5污染
(2) 取PM2.5样本用蒸馏水处理制得试样,若测得该试样所含水溶性无机离子及其平均
浓度如下表

离子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3-
Cl-
浓度/ mol/L
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
根据表中的数据判断该试样的酸碱性为       ,其pH=      
(3)对汽车尾气中的NOx进行研究
①NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式           
②汽车尾气系统中装有催化转化器,可将NOx还原成N2排出,已知下列热化学方程式:
ⅰ N2(g) +O2(g) 2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1 
ⅱ  2C(s)+ O2(g)2CO(g) △H ="-" 221.0 kJ·mol-1
ⅲ C(s)+ O2(g) CO2( g) △H ="-" 393.5 kJ·mol-1
温度升高,反应ⅲ化学平衡常数         。(填“增大”或“减小”或“不变”)
写出NO(g)和CO(g) 反应生成N2(g) CO2(g)的热化学方程式               
(4)将工厂废气中产生的SO2通过下列流程,可以转化为有应用价值的硫酸钙等

①写出反应Ⅰ的化学方程式:                
②生产中,向反应Ⅱ的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质,目的是           
③检验经过反应Ⅲ得到的氨态氮肥中SO42-所用试剂是                

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H <0
某实验将3.0 mol N2(g)和4. 0 mol H2(g)充入容积为10L的密闭容器中,在温度T1下反应。测得H2的物质的量随反应时间的变化如下图所示。

(1)反应开始3min内,H2的平均反应速率为                           
(2)计算该条件下合成氨反应的化学平衡常数(写出计算过程,结果保留2位有效数字)。
(3)仅改变温度为T2 ( T2小于TI)再进行实验,请在答题卡框图中画出H2的物质的量随反应时间变化的预期结果示意图。
(4)在以煤为主要原料的合成氨工业中,原料气氢气常用下述方法获得:
①C+H2O(g) CO+H2;②CO+H2O(g) CO2+H2
已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)  △H=—283.0kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)  △H=—241.8kJ/mol
写出上述CO与H2O(g)反应的热化学方程式:                           
(5)合成氨工业中,原料气(N2、H2混有少量CO、NH3)在进入合成塔之前,用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收CO,其反应为:
CH3COO[Cu(NH3)2]+CO+NH3CH3COO[Cu(NH3)3]?CO  △H<0     
写出提高CO吸收率的其中一项措施:                           

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