【題目】NO、SO2是大氣污染物但又有著重要用途。

I.已知:N2 (g) + O2(g) = 2NO (g) ΔH1= 180.5kJ·mol1

C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH2 = 393.5kJ·mol1

2C(s) + O2(g) =2CO(g) ΔH3 =221.0kJ·mol1

(1)某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= , 此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:_________

(2)向絕熱恒容密閉容器中充入等量的NO和CO進(jìn)行反應(yīng),能判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_______(填序號(hào))。

a.容器中的壓強(qiáng)不變 b.2v(CO)=v(N2)

c.氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持34.2不變 d.該反應(yīng)平衡常數(shù)保持不變

e.NO和CO的體積比保持不變

II.(3)SO2可用于制Na2S2O3。為探究某濃度的Na2S2O3的化學(xué)性質(zhì),某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)流程:

用離子方程式表示Na2S2O3溶液具有堿性的原因___________。Na2S2O3與氯水反應(yīng)的離子方程式是__________。

(4)含SO2的煙氣可用Na2SO3溶液吸收?蓪⑽找核椭岭娊獠墼偕笱h(huán)使用。再生電解槽如圖所示。a電極上含硫微粒放電的反應(yīng)式為_________________________(任寫一個(gè))。離子交換膜______(填標(biāo)號(hào))為陰離子交換膜。

(5)2SO3(g)2SO2(g)+O2(g),將一定量的SO3放入恒容的密閉容器中,測(cè)得其平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示。圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下,已知SO3的起始?jí)簭?qiáng)為P0,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp= _______(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。在該溫度下達(dá)到平衡,再向容器中加入等物質(zhì)的量SO2和SO3,平衡將___________(填“向正反應(yīng)方向”或“向逆反應(yīng)方向” “不”) 移動(dòng)。

【答案】 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH =-746.5 kJ·mol1 acd S2O+H2OHS2O+OH S2O+Cl2+5H2O=2 SO+8Cl+10H+ HSO+H2O-2e-=SO+3H或SO+H2O-2e-=SO+2H c 向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

【解析】分析本題是化學(xué)反應(yīng)原理的綜合試題。幾個(gè)小題之間互相沒(méi)有關(guān)聯(lián)所以只需要對(duì)每個(gè)問(wèn)題咨詢分析計(jì)算即可。

詳解:(1)根據(jù)反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式得到反應(yīng)為:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),將第一和第三個(gè)方程式乘以-1,第二個(gè)方程式乘以2,相加得到:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH =-746.5 kJ·mol1。

(2)恒容下,壓強(qiáng)不變就是氣體的物質(zhì)的量不變,該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),所以壓強(qiáng)不變可以證明平衡態(tài),選項(xiàng)a正確。速率比應(yīng)該等于方程式的系數(shù)比,所以v(CO)= 2v(N2)才是正確說(shuō)法,選項(xiàng)b錯(cuò)誤。該反應(yīng)中所有物質(zhì)都是氣體所以m不變,如果平均分子量不變,得到氣體的n不變),該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),所以n不變是平衡態(tài),選項(xiàng)c正確。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),平衡常數(shù)不變就是溫度不變,該容器絕熱,如果有吸熱或者放熱溫度一定變化,現(xiàn)在溫度不變,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡,既沒(méi)有吸熱也沒(méi)有放熱,選項(xiàng)d正確。開始沖入的NOCO是相等的,反應(yīng)中兩者按照1:1進(jìn)行反應(yīng),所以容器中兩者恒定相等,選項(xiàng)e錯(cuò)誤。

(3)Na2S2O3溶液顯堿性的原因一定是硫代硫酸根離子水解,注意水解分步方程式為:S2O+H2OHS2O+OH-。根據(jù)反應(yīng)過(guò)程的圖示,加入氯化鋇后得到的白色沉淀一定是硫酸鋇,說(shuō)明氯水將硫代硫酸根離子氧化為硫酸根離子,所以反應(yīng)為:S2O+Cl2+5H2O=2 SO+8Cl+10H+。

(4)用亞硫酸鈉溶液吸收二氧化硫應(yīng)該得到亞硫酸氫鈉溶液,將亞硫酸氫鈉溶液(pH=6的吸收液)加入電解槽中。右側(cè)是電解的陰極,可以認(rèn)是水電離的氫離子得電子轉(zhuǎn)化為氫氣,剩余的氫氧根離子與亞硫酸氫根離子反應(yīng)得到亞硫酸根離子。左側(cè)是電解的陽(yáng)極,c為陰離子交換膜,亞硫酸氫根離子透過(guò)交換膜進(jìn)入陽(yáng)極,在陽(yáng)極上失電子專戶為硫酸根,副產(chǎn)物甲為硫酸。所以陽(yáng)極反應(yīng)為:HSO+H2O-2e-=SO+3HSO+H2O-2e-=SO+2H(溶液中也有一定量的亞硫酸根)。

(5)假設(shè)加入的SO32mol,平衡轉(zhuǎn)化率為40%,所以反應(yīng)的SO30.8mol,生成的SO20.8mol,O20.4mol,達(dá)平衡時(shí)有:1.2molSO3、0.8molSO2、0.4molO2恒容下容器的壓強(qiáng)比等于氣體的物質(zhì)的量的比,所以平衡時(shí)壓強(qiáng)為:(1.2+0.8+0.4)P0/2=1.2P0。分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),所以SO3分壓為:(1.2/2.4)×1.2P0=0.6P0;SO2分壓為:(0.8/2.4)×1.2P0=0.4P0;O2分壓為:(0.4/2.4)×1.2P0=0.2P0;所以KP=。題目要求判斷再加入等物質(zhì)的量SO2SO3平衡的移動(dòng)方向因?yàn)闆](méi)有說(shuō)明加入的量,所以是加入任意量應(yīng)該得到相同結(jié)果,所以可以假設(shè)某確定值,帶入進(jìn)行計(jì)算。仍然按照上述計(jì)算,加入2molSO3平衡時(shí)有:1.2molSO3、0.8molSO2、0.4molO2。假設(shè)再加入SO2SO3各自1.2mol,此時(shí)物質(zhì)的量為:2.4molSO3、2molSO2、0.4molO2(一共4.8mol氣體)。所以此時(shí)壓強(qiáng)為4.8P0/2=2.4P0。SO3分壓為:(2.4/4.8)×2.4P0=1.2P0;SO2分壓為:(2/4.8)×2.4P0=P0;O2分壓為:(0.4/4.8)×2.4P0=0.2P0;所以QP=,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】工業(yè)上從含鎳電鍍廢渣(除含鎳外,還含有Cu、Zn、Fe等雜質(zhì))中制備NiCO3的工藝流程如下。

(1)“酸化”時(shí)需將電鍍廢渣粉碎并適當(dāng)加熱,原因是________________________

(2)“氧化”時(shí)需要控制溫度不超過(guò)40℃,其目的是________________________;“沉鐵”后所得濾液中c(Fe3+)=____________mol·L-1[該溫度下 Fe(OH))3的Ksp=2.64×10-39]。

(3)Fe2+也可以用NaCO3氧化,一定條件下可生成黃鐵礬鈉[Na2Fe6(SO4) 4(OH)12沉淀而被除去;如圖是pH-溫度關(guān)系圖,圖中陰影部分為黃鐵礬鈉穩(wěn)定存在區(qū)域。

①FeOOH中鐵的化合價(jià)是____________價(jià)。.

②酸性條件下,ClO3ˉ恰好氧化Fe2+時(shí),氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比是____________

③根據(jù)上圖,當(dāng)T=120℃、pH=4時(shí)Fe元素的存在形式是____________(填化學(xué)式),該溫度下,若要制得黃鐵礬鈉需控制pH范圍____________(填字母選項(xiàng))。

a.0~1 b.1~2.5 c.2.5~4

(4)已知SOCl2能與水反應(yīng)生成SO2和HCl。寫出NiCl2·6H2O在亞硫酰氯(SOCl2)中加熱脫水制無(wú)水NCl2的化學(xué)方程式____________________________________。NCl2·6H2O需在亞硫酰氯(SOCl2)中加熱脫水的原因是________________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】將0.1mol的鎂、鋁混合物溶于100mL 2mol/LH2SO4溶液中,然后再滴加1mol/L NaOH溶液.若在滴加NaOH溶液的過(guò)程中,沉淀質(zhì)量m隨加入NaOH溶液的體積V變化如圖所示.當(dāng)V1=160mL時(shí),則V2

A.240mL B.300mL C.400mL D.440mL

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸(ρ=1.84 g·cm3)配制240 mL 1.84 mol·L1稀硫酸,下列操作正確的是  (  )

A. 將蒸餾水緩慢注入盛有一定量濃硫酸的燒杯中,并不斷攪拌至冷卻

B. 必需的定量?jī)x器有100 mL量筒、250 mL容量瓶

C. 量取濃硫酸的體積為25.0 mL

D. 先在容量瓶中加入適量水,將量好的濃硫酸注入容量瓶,加水定容

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置,下列說(shuō)法不正確的是

A. 裝置為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)

B. 一段時(shí)間后,向插入石墨棒的玻璃筒內(nèi)滴入石蕊試液,可觀察到石墨附近的溶液變紅

C. 一段時(shí)間后,向插入鐵釘?shù)牟A矁?nèi)滴入NaOH溶液,即可觀察到鐵釘附近的溶液有沉淀出現(xiàn)

D. 若將裝置中飽和食鹽水換成稀硫酸,裝置為析氫腐蝕

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作不能達(dá)到相應(yīng)目的的是(  )

A.干燥Cl2

B.分離汽油與食鹽溶液

C.實(shí)驗(yàn)室制取少量蒸餾水

D.比較Na2CO3與NaHCO3的穩(wěn)定性

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下面是某化學(xué)研究小組探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的圖像,其中圖像和實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)均正確的是( )

A. ①是其他條件一定時(shí),反應(yīng)速率隨溫度變化的圖像,正反應(yīng)ΔH<0

B. ②是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的圖像

C. ③是在有無(wú)催化劑存在下建立的平衡過(guò)程圖像,a是使用催化劑時(shí)的曲線

D. ④是一定條件下,向含有一定量A的容器中逐漸加入B時(shí)的圖像,壓強(qiáng)p1>p2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】有關(guān)下列四個(gè)常用電化學(xué)裝置的敘述中,正確的是

A. 圖Ⅰ所示電池中,MnO2是催化劑

B. 圖Ⅱ所示電池放電過(guò)程中,硫酸濃度不斷增大

C. 圖Ⅲ所示裝置工作過(guò)程中,電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度始終不變

D. 圖Ⅳ所示電池工作過(guò)程中,電子由Zn極流向Ag2O極

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】硝酸是一種重要的化工原料,工業(yè)上采用氨的催化氧化法制備硝酸。

(1) 已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)為放熱反應(yīng),在恒容容器中能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______

A.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:2:3

B. v(N2)=v(H2)

C.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

D.混合氣體的密度保持不變

(2)理論上,為了增大平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是_____________(要求答出兩點(diǎn))

⑶合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑,合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如下表,則400℃時(shí),測(cè)得某時(shí)刻氮?dú)、氫氣、氨氣的物質(zhì)的量濃度分別為1 mol·L-1、2 mol·L-1、3 mol·L-1時(shí),此時(shí)刻該反應(yīng)正反應(yīng)速率_____ 逆反應(yīng)速率(填“大于”、“小于”或“等于”)

溫度/℃

200

300

400

K

1.0

0.86

0.5

(4)消除硝酸工廠尾氣的一種方法是用甲烷催化還原氮氧化物,已知:

① CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △ H=-890.3 kJ·mol-1

② N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △ H=-67.0 kJ·mol-1

則CH4(g)將NO2(g)還原為N2(g)等的熱化學(xué)方程式為___________________________________________

(5)在25 ℃下,向濃度均為0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成____沉淀(填化學(xué)式),當(dāng)兩種沉淀共存時(shí),溶液中C(Mg2+)/C(Cu2+)=_________(已知25 ℃時(shí)Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)

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