(14分)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是生產(chǎn)硫酸的主要反應(yīng)之一。下表是原料氣按
投料,在時(shí),不同溫度下SO2的平衡轉(zhuǎn)化率。
(1)該反應(yīng)是_ 反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。
(2)時(shí),將含10 mol SO2的原料氣通入一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)平衡時(shí)SO2的物質(zhì)的量是 mol。
(3)硫酸廠尾氣(主要成分為SO2、O2和N2)中低濃度SO2的吸收有很多方法。
①用氨水吸收上述尾氣,若尾氣中SO2與氨水恰好反應(yīng)得到弱堿性的(NH4)2SO3溶液,則有關(guān)該溶液的下列關(guān)系正確的是 (填序號)。
②用MnO2與水的懸濁液吸收上述尾氣并生產(chǎn)MnSO4
i.得到MnSO4的化學(xué)方程式是
ii.該吸收過程生成MnSO4時(shí),溶液的pH變化趨勢如圖甲,SO2的吸收率與溶液pH的關(guān)系如圖乙。
圖甲中pH變化是因?yàn)槲罩杏胁糠諷O2轉(zhuǎn)化為H2SO4生成H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式是____;由圖乙可知pH的降低 SO2的吸收(填“有利于”或“不利于”),用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋其原因是 。
(14分)
(1)放熱
(2)0.08
(3)①ac
②i.H2O+SO2H2SO3 MnO2+ H2SO3= MnSO4+H2O(或MnO2+ SO2= MnSO4)
ii.2SO2+2H2O+ O2=2 H2SO4
不利于 溶液中存在H2O+SO2H2SO3 H++ HSO3-,當(dāng)溶液中酸性增強(qiáng),平衡向左移動(dòng),使二氧化硫從體系中逸出。
解析試題分析:(1)溫度升高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率降低,說明升高溫度平衡逆向移動(dòng),所以正向?yàn)榉艧岱磻?yīng);
(2)該條件下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為99.2%,所以10 mol SO2的原料氣平衡時(shí)剩余10×(1-99.2%)="0.08mol" SO2
(3)①根據(jù)物料守恒規(guī)律,c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(H2SO3)+2c(SO32-)+ 2c(HSO3-),a正確;b不符合電荷守恒規(guī)律,錯(cuò)誤;(NH4)2SO3溶液為堿性溶液,說明SO32-的水解程度大于NH4+的水解程度,所以溶液中離子濃度的大小關(guān)系是c(NH4+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(H+),c正確;答案選ac;
②i.二氧化硫與水反應(yīng)生成亞硫酸,亞硫酸與二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸錳,化學(xué)方程式為H2O+SO2H2SO3 MnO2+ H2SO3= MnSO4+H2O;
ii.SO2與水、氧氣反應(yīng)生成硫酸,化學(xué)方程式為2SO2+2H2O+ O2="2" H2SO4;由乙圖可知,pH減小,二氧化硫的吸收率下降,所以pH的降低不利于SO2的吸收;因?yàn)槎趸蛉苡谒蟠嬖谄胶釮2O+SO2H2SO3 H++ HSO3-,當(dāng)溶液中酸性增強(qiáng),平衡向左移動(dòng),使二氧化硫從體系中逸出。
考點(diǎn):考查反應(yīng)的能量變化,化學(xué)平衡的移動(dòng),溶液中離子濃度的大小比較,化學(xué)方程式的判斷與書寫
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可在高溫下的氮?dú)饬髦杏墒⑴c焦炭通過以下反應(yīng)制得:3SiO2(s) + 6C(s) + 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g) + Q(Q>0)
完成下列填空:
(1)某溫度下該反應(yīng)在一容積為2L的密閉容器中進(jìn)行,2min后達(dá)到平衡,剛好有2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則2min內(nèi)反應(yīng)的速率為:v(CO) = ;該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。
(2)其它條件不變時(shí)僅增大壓強(qiáng),則 。
a.K值減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
b.K值增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
c.K值不變,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
d.K值不變,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
(3)一定條件下能說明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是 。
a.c(N2 ) : c(CO) = 1:3 b.3v(N2 ) = v(CO)
c.固體質(zhì)量不再改變 d.氣體密度不再改變
達(dá)到平衡后改變某一條件,反應(yīng)速率v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。
若不改變N2與CO的量,則圖中t4時(shí)引起變化的原因可能是 ;圖中t6時(shí)引起變化的原因可能是 。
由圖可知,平衡混合物中CO含量最高的時(shí)間段是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
(13分)近些年來,世界各地頻現(xiàn)種種極端天氣。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是導(dǎo)致極端天氣的重要因素,研究這些化合物的綜合處理具有重要意義。
(1)工業(yè)上可利用二氧化碳和氨氣合成尿素,其總反應(yīng)如下:
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l) ,該反應(yīng)在 (填“較高溫度”或“較低溫度”)下能自發(fā)進(jìn)行。
(2)已知合成尿素分兩步進(jìn)行:
第1步:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)
第2步:NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O(l)
下列示意圖中[a表示2NH3(g)+ CO2(g),b表示NH2COONH4(S),c表示CO(NH2)2(l)+ H2O(l)],能正確表示尿素合成過程中能量變化曲線的是(填序號) 。
(3)合成尿素過程中,當(dāng)NH3與CO2的物質(zhì)的量之比為1:2時(shí),NH3
的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆(CO2) B點(diǎn)的逆反應(yīng)速率
v逆 (CO2)(填“﹤”“﹥”或“=”)。
②達(dá)到平衡時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率為 。
(4)活性炭可用于處理大氣污染物NO,在某1L恒容密閉容器中加入 0.100molNO 和2.030mol固體活性炭(無雜質(zhì)),生成氣體E和氣體F。當(dāng)溫度分別在T1℃和T2℃時(shí),測得平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表:
物質(zhì) n/mol T/℃ | 活性炭 | NO | E | F |
T1 | 2.000 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
T2 | 2.005 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
(14分)氯酸鎂[Mg(ClO3)2]常用作催熟劑、除草劑等,實(shí)驗(yàn)室制備少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:
已知:①鹵塊主要成分為MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等雜質(zhì)。
②四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如圖所示。
回答下列問題:
(1)加速鹵塊在H2O2溶液中溶解的措施有: (寫出一條即可)。
(2)加入MgO的作用是 ;濾渣的主要成分為 。
(3)向?yàn)V液中加入NaClO3飽和溶液后,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ,再進(jìn)一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的實(shí)驗(yàn)步驟依次為①蒸發(fā)結(jié)晶;② ;③____;④過濾、洗滌。
(4)產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的測定:
步驟1:準(zhǔn)確稱量3.50 g產(chǎn)品配成100 mL溶液。
步驟2:取10.00 mL于錐形瓶中,加入10.00 mL稀硫酸和20.00mL 1.000 mol·L-1的FeSO4溶液,微熱。
步驟3:冷卻至室溫,用0.l000 mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+至終點(diǎn),此過程中反應(yīng)的離子方程式為:。
步驟4:將步驟2、3重復(fù)兩次,計(jì)算得平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。
①寫出步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式(還原產(chǎn)物為Cl-): ;
②產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(保留一位小數(shù)) 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
【化學(xué)與技術(shù)】
工業(yè)上以氨氣為原料制備硝酸的過程如圖1所示:
某課外小組模擬上述部分過程設(shè)計(jì)了如圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置制備硝酸(所有橡膠制品均已被保護(hù))
(1)工業(yè)上用氨氣制取NO的化學(xué)方程式是 ;
(2)連接好裝置后,首先進(jìn)行的操作是 ;
(3)通入a氣體的目的是 ;
(4)盛有Na2CO3溶液的燒杯為尾氣處理裝置,該裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(5)已知:溫度低于21.15℃時(shí),NO2幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)镹2O4,工業(yè)上可用N2O4與水反應(yīng)來提高硝酸產(chǎn)率,N2O4與a氣體在冷水中生成硝酸的化學(xué)方程式是 ;
(6)一定條件下,某密閉容器中N2O4和NO2的混合氣體達(dá)到平衡時(shí),c(NO2)=0.500mol/L,c(N2O4)=0.125mol/L.則2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數(shù)K= ,若NO2起始濃度為2mol/L,相同條件下,NO2的最大轉(zhuǎn)化率為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
(10分)固定和利用CO2能有效地利用資源,并減少空氣中的溫室氣體.工業(yè)上有一種用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)+49kJ。某科學(xué)實(shí)驗(yàn)將6molCO2和8molH2充入2L的密閉容器中,測得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖實(shí)線所示。a,b,c,d括號內(nèi)數(shù)據(jù)表示坐標(biāo).
(1)0~a,a~b,b~c,c~d四段中,平均反應(yīng)速率最大的時(shí)間段是___________ ,該時(shí)間段內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率是_____________。
(2)平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是多少?反應(yīng)前后容器內(nèi)的壓強(qiáng)比時(shí)多少?(請按計(jì)算題格式在答題卡上作答)
L)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
聯(lián)氨(N2H4)及其衍生物是一類重要的火箭燃料。N2H4與N2O4反應(yīng)能放出大量的熱。
(1)已知:2NO2(g)N2O4(g) △H=-57.20kJ·mol-1。一定溫度下,在密閉容器中此反應(yīng)達(dá)到平衡。 其他條件不變時(shí),下列措施不能使NO2轉(zhuǎn)化率提高的是
A.減少NO2的濃度 | B.降低溫度 | C.增加NO2的濃度 | D.升高溫度 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題
在體積固定的密閉容器中N2與H2發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3 H22 NH3
達(dá)到平衡時(shí)c (N2)=3.5 mol·L-1,c (H2)=1 mol·L-1,c (NH3)=5 mol·L-1,求:
(1)N2和H2的起始濃度(4分)
(2)N2的轉(zhuǎn)化率(2分)(要求有解題過程)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
以硫鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制備氯化鐵晶體(FeCl3·6H2O)的工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)在一定條件下,SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= ;過量的SO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(2)酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量,其目的是 、 。
(3)通氯氣氧化后時(shí),發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為 ;該過程產(chǎn)生的尾氣可用堿溶液吸收,尾氣中污染空氣的氣體為 (寫化學(xué)式)。
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