12.空氣中的污染物主要來(lái)源為燃煤、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣等.因此,CO、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)有人設(shè)想,用硫SO2-碘循環(huán)分解水制氫,主要涉及下列反應(yīng):
ⅠSO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI
Ⅱ2HI(g)?H2(g)+I2(g)
Ⅲ2H2SO4 (l )?2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)
①一定溫度下,向2L密閉容器中加入1molHI(g),發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,H2物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示.
0-2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(HI)=0.05mol/(L•min),
相同溫度下,若向2L密閉容器中開(kāi)始加入的HI(g)物質(zhì)的量是原來(lái)的2倍,則AB是原來(lái)的2倍.(填字母編號(hào))
A.平衡時(shí)I2的物質(zhì)的量        B.HI的平衡濃度
C.達(dá)到平衡的時(shí)間              D.平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)
②反應(yīng)Ⅲ平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c2(SO2).c(O2).c2(H2O),能說(shuō)明該反應(yīng)恒容下達(dá)到平衡的標(biāo)志是BC(填字母)
A. 2v正(SO2)=v逆(O2)               B.密閉容器中總壓強(qiáng)不變
C.密閉容器中混合氣體的密度不變         D.密閉容器中氧氣的體積分?jǐn)?shù)不變
③在CuCl2熱溶液中通入SO2氣體可制備CuCl沉淀,寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H++SO42-
(2)為減少CO、SO2污染的排放,常采取的措施有:
①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料.
已知:H2(g)+$\frac{1}{2}$O2═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1
C(s)+$\frac{1}{2}$O2═CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1
寫(xiě)出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g);△H=+131.3kJ/mol.
②在含硫燃料中加入石灰石,燃煤生成的SO2即可轉(zhuǎn)化為CaSO4.化學(xué)方程式為2SO2+2CaCO3+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaSO4+2CO2
(3)汽車(chē)尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化
①燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO,有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去:2CO(g)=2C(s)+O2(g)
已知該反應(yīng)的△H>0,簡(jiǎn)述該設(shè)想不能實(shí)現(xiàn)的依據(jù):該反應(yīng)是焓增熵減的反應(yīng),所以在任何溫度下都不自發(fā).
②已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H>0
若1mol空氣含0.8molN2和0.2molO2,1300℃時(shí)在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得NO為8×10-4mol.計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)K=4×10-6
③目前,在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染,其化學(xué)反應(yīng)方程式為2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2CO2+N2

分析 (1)①根據(jù)圖知,達(dá)到平衡時(shí)n(H2)=0.1mol,根據(jù)方程式知,消耗的n(HI)=2n(H2)=2×0.1mol=0.2mol,v(HI)=$\frac{\frac{△n(HI)}{V}}{△t}$; 相同溫度下,若向2L密閉容器中開(kāi)始加入的HI(g)物質(zhì)的量是原來(lái)的2倍,相當(dāng)于增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),則HI的轉(zhuǎn)化率不變;
②化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比;可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變;
③在加熱條件,氯化銅和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl、硫酸;
(2)①i.H2(g)+$\frac{1}{2}$O2═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1
ii.C(s)+$\frac{1}{2}$O2═CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1
將方程式ii-i得C (s)+H2O(g)═CO (g)+H2 (g),焓變進(jìn)行相應(yīng)的改變;
②加熱條件下,二氧化硫、碳酸鈣和氧氣反應(yīng)生成硫酸鈣和二氧化碳;
(3)①G=△H-T△S<0時(shí),反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行;
②設(shè)容器體積為1L,
             N2(g)+O2(g)?2NO(g)
開(kāi)始(mol/L)0.8     0.2              0
反應(yīng)(mol/L)4×10-4 4×10-4 8×10-4
平衡(mol/L)0.8-4×10-4 0.2-4×10-48×10-4
化學(xué)平衡常數(shù)K等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比;
③在催化劑條件下,CO和NO反應(yīng)生成二氧化碳和氮?dú)猓?/p>

解答 解:(1)①根據(jù)圖知,達(dá)到平衡時(shí)n(H2)=0.1mol,根據(jù)方程式知,消耗的n(HI)=2n(H2)=2×0.1mol=0.2mol,v(HI)=$\frac{\frac{△n(HI)}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.2}{2}}{2}$mol/(L.min)=0.05mol/(L.min); 相同溫度下,若向2L密閉容器中開(kāi)始加入的HI(g)物質(zhì)的量是原來(lái)的2倍,相當(dāng)于增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),則HI的轉(zhuǎn)化率不變,所以平衡時(shí)碘物質(zhì)的量、HI濃度都是原來(lái)的2倍,所用時(shí)間縮短、氫氣體積分?jǐn)?shù)不變,
故答案為:0.05;AB;
②該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c2(SO2).c(O2).c2(H2O),
A.當(dāng)v正(SO2)=2v逆(O2) 時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),所以 2v正(SO2)=v逆(O2)時(shí)反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),故錯(cuò)誤;              
B.反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量增大,所以反應(yīng)前后壓強(qiáng)增大,當(dāng)密閉容器中總壓強(qiáng)不變時(shí),正逆反應(yīng)速率不變,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故正確;
C.反應(yīng)前后氣體質(zhì)量增大、容器體積不變,所以反應(yīng)前后氣體密度增大,當(dāng)密閉容器中混合氣體的密度不變時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故正確;       
 D.無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),密閉容器中氧氣的體積分?jǐn)?shù)始終不變,不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài),故錯(cuò)誤;
故答案為:K=c2(SO2).c(O2).c2(H2O);BC;
③氯化銅和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl和硫酸,離子方程式為2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H++SO42-,
故答案為:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H++SO42-;
(2)①i.H2(g)+$\frac{1}{2}$O2═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1
ii.C(s)+$\frac{1}{2}$O2═CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1
將方程式ii-i得C (s)+H2O(g)═CO (g)+H2 (g),△H=(-110.5kJ•mol-1)-(-241.8kJ•mol-1
)=+131.3kJ/mol;
故答案為:C (s)+H2O(g)═CO (g)+H2 (g);△H=+131.3kJ/mol;
②高溫條件下,二氧化硫和碳酸鈣、氧氣反應(yīng)生成硫酸鈣和二氧化碳,反應(yīng)方程式為2SO2+2CaCO3+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaSO4+2CO2,
故答案為:2SO2+2CaCO3+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaSO4+2CO2;
(3)①反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng),△G=△H-T△S>0,所以任何溫度下都不自發(fā),
故答案為:該反應(yīng)是焓增熵減的反應(yīng),所以在任何溫度下都不自發(fā);
②設(shè)容器體積為1L,
             N2(g)+O2(g)?2NO(g)
開(kāi)始(mol/L)0.8     0.2              0
反應(yīng)(mol/L)4×10-4 4×10-4 8×10-4
平衡(mol/L)0.8-4×10-4 0.2-4×10-48×10-4
K=$\frac{(8×1{0}^{-4})^{2}}{(0.8-4×1{0}^{-4}).(0.2-4×1{0}^{-4})}$=4×10-6,
故答案為:4×10-6;
③在催化劑條件下,CO和NO反應(yīng)生成二氧化碳和氮?dú),反?yīng)方程式為2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2CO2+N2
故答案為:2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2CO2+N2

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、蓋斯定律等知識(shí)點(diǎn),側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力,注意:反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和不變的可逆反應(yīng)中增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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13.常溫下,某一元酸HA的Ka=2×10-5,則0.05mol/L該酸溶液的PH值=3.

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14.在下列物質(zhì)中,不能由兩種單質(zhì)直接通過(guò)化合反應(yīng)制備的是(  )
A.HClB.Na2OC.NaClD.FeCl2

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11.下列有關(guān)中和滴定的部分操作順序正確的是( 。
①標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管 ②往滴定管中注入標(biāo)準(zhǔn)溶液 ③檢查滴定管是否漏水 ④滴定 ⑤洗滌滴定管 ⑥調(diào)整滴定管中液面在“0”或“0”以下刻度 ⑦記數(shù).
A.⑤①②③④⑥⑦B.③⑤①②⑥⑦④C.③⑤②⑦①⑥④D.②⑥⑦①③⑤④

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7.一溶液中含有Fe3+和Fe2+,它們的濃度都是0.016mol•L-1.要使Fe2+不生成Fe(OH)2沉淀,需控制pH在何范圍?Ksp[Fe(OH)2]=1.6×10-14

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17.甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景.
(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇:
反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g)△H1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H2
①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是I(填“Ⅰ”或“Ⅱ”).
②下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K).
溫度250℃300℃350℃
K2.0410.2700.012
由表中數(shù)據(jù)判斷,△H1<0(填“>”、“=”或“<”).
③某溫度下,將1mol CO和3mol H2充入1L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,
測(cè)得c(CO)=0.2mol•L-1,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%,此時(shí)的溫度為250℃(從上表中選擇).
(2)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1 275.6kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2=-566.0kJ•mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H3=-44.0kJ•mol-1
寫(xiě)出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ•mol-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

4.研究CO、NO2、SO2等大氣污染氣體的處理具有重要意義.
(1)I2O5可使H2S、CO、HCl等氧化,常用于定量測(cè)定CO的含量.已知:
2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s)△H=-75.56kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1
寫(xiě)出CO(g)與I2O5(s)反應(yīng)生成I2(s)和CO2(g)的熱化學(xué)方程式:5CO(g)+I2O5(s)=5 CO2(g)+I2(s)△H=-1377.22kJ/mol.
(2)已知反應(yīng):NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)的△H=-41.8kJ•mol-1
一定條件下,將NO2與SO2以體積比1:2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是b.
a.體系壓強(qiáng)保持不變       b.混合氣體顏色保持不變
c.SO3和NO的體積比保持不變   d.每消耗1 mol SO3的同時(shí)生成1 mol NO2
測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1:6,則平衡常數(shù)K=$\frac{8}{3}$.
(3)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
①該反應(yīng)在40℃和60℃時(shí)的平衡常數(shù)分別為K1和K2,若K1大于K2,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng).(填“放熱”或“吸熱”)
②該反應(yīng)的焓變?yōu)椤鱄,活化能為E0,下列能量關(guān)系圖(圖1)合理的是B.
(4)某溫度時(shí),根據(jù)的H2濃度隨時(shí)間的變化曲線,請(qǐng)?jiān)谕粓D(圖2)中繪出CH3OH濃度隨時(shí)間的變化曲線.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

1.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.熱化學(xué)方程式中,化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)既可表示微粒數(shù),又可表示物質(zhì)的量
B.熱化學(xué)方程式中,如果沒(méi)有注明溫度和壓強(qiáng)則表示在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得的數(shù)據(jù)
C.書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí),不僅要寫(xiě)明反應(yīng)熱的符號(hào)和數(shù)值,還要注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)
D.1mol碳燃燒所放出的熱量為燃燒熱,1mol強(qiáng)酸和1mol強(qiáng)堿完全反應(yīng)所放出的熱稱為中和熱

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

2.氫化鎂(化學(xué)式為MgH2)是一種常用的焰火劑,遇水易發(fā)生反應(yīng).某興趣小組擬用如裝置制備氫化鎂.

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)請(qǐng)選擇必要的裝置,按氣體流向的連接順序?yàn)閕 e f d c j k a (jk可顛倒)(填儀器接口處的字母編號(hào)).
(2)用連接好的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下:檢查裝置氣密性后,裝入藥品;打開(kāi)分液漏斗活塞,cadb(請(qǐng)按正確的順序排列下列步驟).
a.加熱反應(yīng)一段時(shí)間                         b.關(guān)閉分液漏斗活塞
c.收集氣體并檢驗(yàn)純度                       d.停止加熱,充分冷卻
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,某同學(xué)取少量產(chǎn)物,小心加入熱水中,觀察到有氣泡冒出,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2↑.
(4)無(wú)水氯化鈣的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入玻璃管中,使氫化鎂發(fā)生水解反應(yīng)而失效.請(qǐng)簡(jiǎn)述如何檢驗(yàn)E裝置的氣密性:方法①:檢驗(yàn)E裝置的氣密性時(shí),關(guān)閉分液漏斗活塞,將導(dǎo)管的出口浸入水槽的水中,手握住燒瓶,有氣泡從導(dǎo)管口逸出,放開(kāi)手后,有少量水進(jìn)入導(dǎo)管,表明裝置不漏氣.
方法②:用彈簧夾夾住i處橡膠管,從漏斗注入一定量的水,使漏斗中的水面高于燒瓶?jī)?nèi)的水面.停止加水后,漏斗內(nèi)與燒瓶中的液面差保持不變,說(shuō)明裝置不漏氣..
(5)氫化鈉(NaH)也是一種金屬氫化物,常用作縮合劑、烷化劑.請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),用化學(xué)方法區(qū)分氫化鈉與氫化鎂,寫(xiě)出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)步驟及觀察到的現(xiàn)象:將少許固體放入適量水中,如果出現(xiàn)渾濁,則為MgH2,如果不出現(xiàn)渾濁,則為NaH.

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