【题目】二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一,它主要来自化石燃料的燃烧,研究CO催化还原SO2的适宜条件,在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。
Ⅰ.从热力学角度研究反应
(1) C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ·mol-1
写出CO 还原SO2的热化学方程式:_________________。
(2)关于CO还原SO2的反应,下列说法正确的是______。
A.在恒温恒容条件下,若反应体系压强不变,则反应已达到平衡状态
B.平衡状态时,2v正(CO)=v逆(SO2)
C.其他条件不变,增大SO2的浓度,CO的平衡转化率增大
D.在恒温恒压的容器中,向达到平衡状态的体系中充入N2,SO2的平衡转化率不变
Ⅱ.NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2和NO,有人提出用活性炭对NOx进行吸附,发生反应如下:
反应a:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-34.0kJ/mol
反应b:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-64.2kJ/mol
(3)对于反应a,在T1℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
时间(min) 浓度(mol·L-1) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=___________,当升高反应温度,该反应的平衡常数K___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡;根据上表中的数据判断改变的条件可能是___________(填字母)。
A.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
(4)①某实验室模拟反应b,在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体,维持温度为T2℃,如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。请从动力学角度分析,1050kPa前,反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因_____________;在1100kPa时,NO2的体积分数为___________。
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp);在T2℃、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=___________(计算表达式表示);已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。
【答案】2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(s) ΔH=-270.0 kJ·mol-1 AC 0.042mol/(Lmin) 减小 BC 1050kPa前反应未达平衡状态,随着压强增大,反应速率加快,NO2转化率提高 50%
或
【解析】
(1)CO与SO2的反应方程式为2CO+SO2=2CO2+S,① C(s)+O2(g)= CO2(g),②CO2(g)+C(s) =2CO(g),③S(s)+O2(g)= SO2(g),因此有①-②-③得出2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s) △H=-270.0kJ·mol-1;
(2)A、根据反应方程式,硫为固体,其余为气体,反应前后气体分子数之和不相等,因此当压强不再改变,说明反应达到平衡,故A正确;
B、不同物质的速率表示达到平衡,要求反应的方向一正一逆,且反应速率之比等于系数之比,即v正(CO)=2v逆(SO2),故B错误;
C、其他条件不变,增大SO2的浓度,增加反应物的浓度,平衡向正反应反应移动,CO的转化率增大,故C正确;
D、恒温恒压下,通入非反应气体,容器的体积增大,物质的量浓度降低,平衡向逆反应方向进行,SO2的转化率的降低,故D错误;答案为AC;
(3)①根据反应速率数学表达式,v(NO)=(1.00-0.58)mol/L÷10min=0.042mol/(L·min);反应a和b都是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,化学平衡常数只受温度的影响,即升高温度,平衡常数K减小;
②A、活性炭为固体,加入活性炭,不影响化学平衡,故A不符合题意;
B、通入一定量的NO,NO浓度增大,平衡向正反应方向移动,N2浓度增大,故B符合题意;
C、适当缩小容器的体积,所有气体的浓度均增大,故C符合题意;
D、加入合适的催化剂,不影响化学平衡,故D不符合题意;答案为BC;
(4)①根据示意图,1050kPa前,反应未达到平衡,随着压强增大,反应速率增大,NO2的转化率加快;假设通入1molNO2,2C(s)+2NO2(g) N2(g)+2CO2(g)
起始: 1 0 0
变化: 0.4 0.2 0.4
平衡: 0.6 0.2 0.4 1100kPa时,NO2的体积分数为0.6mol/(0.6+0.2+0.4)mol×100%=50%;
②NO2的体积分数为1/2,N2的体积分数为0.2mol/(0.6+0.2+0.4)mol=1/6,CO2的体积分数为1/3,Kp==
或
。
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【题目】A是有机羧酸盐,B、C、D是常见化合物;A、B、C、D焰色反应呈黄色,其水溶液均呈碱性,B最强.X、Y是最常见的氧化物且与人体、生命息息相关,其晶体类型相同.已知有关转化如下:
①A(s)+B(s) C(s)+H2↑
②D+H2A+X
③B+D=C+X
④D(s)C+X+Y(均未配平)
注:RCOONa+NaOHRH↑+Na2CO3
试回答下列问题:
(1)C的名称是 ______ .
(2)B的电子式是 ______ .
(3)上述②储氢方法的二个最明显的优点是 ______ 、 ______ 等.
(4)C的晶体属于 ______ 晶体,存在 ______ 键和 ______ 键.
(5)Y的晶体熔化时仅克服 ______ 力.
(6)X的晶体中通常有 ______ 键缔合,构成 ______ 体空间网状结构,其沸点比同主族同类型物质要特别 ______ .
(7)写出的化学方程式 ______ .
(8)写出在C的饱和溶液中不断通Y析出D的离子方程式 ______ .
(9)用来表达泡沫灭火器灭火原理(D+Al3+)的离子方程式是 ______ .
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【题目】已知在低温下比较稳定,酸性比醋酸略强,既有氧化性又有还原性,其氧化产物,还原产物与溶液pH的关系如表:
pH范围 | ||
产物 | NO、 |
下列有关说法错误的是
A.碱性条件下,与NaClO反应的离子方程式为
B.向冷的溶液中通入
可得到
C.向冷的溶液中加入稀硫酸可得到
D.向冷的溶液中加入滴有淀粉的氢碘酸,溶液变蓝色
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【题目】W、X、Y、Z四种短周期元素的原子序数依次增大,W的某种原子无中子,X、Y可形成原子个数比为1∶1的具有漂白性的物质,工业上常用电解饱和YZ溶液来获得Z的单质及其他产品。下列说法正确的是
A. W和X、Y、Z均能形成18电子的分子
B. 上述四种元素的原子半径大小顺序为r(Z)>r(Y)>r(X)>r(W)
C. X、Y之间形成的化合物可能同时含有离子键和非极性共价健
D. W、X、Z三种元素形成的化合物一定是弱酸
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【题目】在0.01mol/L醋酸中存在下列平衡:CH3COOHH++CH3COO-,若要使溶液的pH和c( CH3 COO-)均减小,可采取的措施是
A.适当升高温度B.加入稀盐酸C.加入 CH3COONa固体D.加入少量水
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【题目】我国电池的年市场消费量约为80亿只,其中70%是锌锰干电池,利用废旧锌锰干电池制备硫酸锌晶体(ZnSO4·7H2O)和纯MnO2的工艺如下图所示:
已知:
①锌皮的主要成分为Zn,含有少量Fe;炭包的主要成分为ZnCl2、NH4Cl、MnO2、碳粉等,还含有少量的 Cu、Ag、Fe 等。
②Ksp[Zn(OH)2]=2.0×10-16;Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16;Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(1)除去炭包中碳粉的操作为_____________。
A.酸浸 B.过滤 C.焙炒 D.焙烧
(2)粗MnO2转化为MnSO4时,主要反应的离子方程式为_____________________。
(3)焙烧时发生反应的化学方程式为_____________。
(4)制备硫酸锌晶体流程中,用ZnO调节溶液pH的目的是______________________________,若溶解时不加H2O2带来的后果是____________________。
(5)“草酸钠-高锰酸钾返滴法”可测定MnO2的纯度:取agMnO2样品于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,再加入V1mLc1mol·L-1Na2C2O4溶液(足量),最后用c2mol·L-1的KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4,达终点时消耗V2 mL标准KMnO4溶液。
①MnO2参与反应的离子方程式为_____________。
②该样品中MnO2的质量分数为__________________(假定杂质不参与反应,列出表达式即可)。
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【题目】四氯化锡可用作媒染剂。利用如图所示装置可以制备四氯化锡(部分夹持装置已略去);
有关信息如下表:
化学式 | SnCl2 | SnCl4 |
熔点/℃ | 246 | -33 |
沸点/℃ | 652 | 144 |
其他性质 | 无色晶体,易氧化 | 无色液体,易水解 |
回答下列问题:
(1)甲装置中仪器A的名称为___________。
(2)用甲装置制氯气,MnO4- 被还原为Mn2+,该反应的离子方程式为________________。
(3)将装置如图连接好,检查气密性,慢慢滴入浓盐酸,待观察到__________(填现象)后,开始加热丁装置,锡熔化后适当增大氯气流量,继续加热丁装置,此时继续加热丁装置的目的是:
①促进氯气与锡反应;
②_______________________________。
(4)如果缺少乙装置,可能发生的副反应的化学方程式为___________________;己装置的作用是_________________:
A.除去未反应的氯气,防止污染空气
B.防止空气中CO2气体进入戊装置
C.防止水蒸气进入戊装置的试管中使产物水解
D.防止空气中O2进入戊装置的试管中使产物氧化
(5)某同学认为丁装置中的反应可能产生SnCl2杂质,以下试剂中可用于检测是否产生SnCl2 的有_______________(填标号)。
A. H2O2溶液 B. FeCl3溶液(滴有KSCN) C. AgNO3溶液 D. 溴水
(6)反应中用去锡粒1.19g,反应后在戊装置的试管中收集到2.38gSnCl4,则SnCl4的产率为________。(保留3位有效数字)
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【题目】常温下,有下列五种溶液:
① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液 | 0.01mol·L-1 CH3COOH溶液 | pH=2 CH3COOH溶液 | 0.1 mol·L-1 NaOH溶液 | 0.1mol·L-1 氨水 |
回答下列问题:
(1)溶液①稀释到原来的10倍后的溶液pH______③溶液的pH(填“>”或“=”或“<”,下同),①和④两溶液中水电离出的c(H+):①_______④
(2)在相同温度时100mL ②的溶液与10mL ①的溶液相比较,下列数值前者大于后者的是_______
A 中和时所需NaOH的量 B 电离程度
C 水电离出的c(H+) D CH3COOH的物质的量
(3)用水稀释⑤时,溶液中随着水量的增加而减小的是______(填字母)。
A、 B、
C、c(H+)和c(OH-)的乘积 D、 OH-的物质的量
(4)联氨(N2H4)溶于水显碱性,其原理与氨相似,但其碱性不如氨强,写出其溶于水呈碱性的离子方程式:________。
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【题目】物质在水中可能存在电离平衡、盐的水解平衡和沉淀的溶解平衡,它们都可看作化学平衡。请根据所学知识回答:
(1)A为0.1 mol·L-1的(NH4)2SO4溶液,在该溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序为______________________________________。
(2)B为0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液,请分析NaHCO3溶液显碱性的原因___________________________________________________。
(3)C为FeCl3溶液,实验室中配制FeCl3溶液时常加入________溶液以抑制其水解,若把B和C溶液混合,将产生红褐色沉淀和无色气体,该反应的离子方程式为___________________________。
(4)D为含有足量AgCl固体的饱和溶液,氯化银在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),在25 ℃时,氯化银的Ksp=1.8×10-10。现将足量氯化银分别放入:①100 mL 蒸馏水中;②100 mL 0.2 mol·L-1 AgNO3溶液中;③100 mL 0.1 mol·L-1氯化铝溶液中;④100 mL 0.1 mol·L-1盐酸溶液中,充分搅拌后,相同温度下银离子浓度由大到小的顺序是________(填写序号);②中氯离子的浓度为___mol·L-1。
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