【題目】硫酰氯(SO2Cl2) 和亞硫酰氯(SOCl2) 均是重要的化工試劑,遇水發(fā)生劇烈反應(yīng),常用作脫水劑。
已知:①SO2Cl2 (g)SO2(g)+Cl2(g) △H= +471.7kJ/mol; 平衡常數(shù)K1
②SO2(g) +Cl2(g) +SCl2(g)2SOCl2(g) △H=-477.3kJ/mol; 平衡常數(shù) K2
(1)反應(yīng)2SOCl2(g)SO2Cl2(g)+SCl2(g)的平衡常數(shù)K=_____(用K1、K2表示) 該反應(yīng)△H=_____kJ/mol。
(2)若在絕熱、恒容的密閉容器中,投入一定量的SO2Cl2(g)和SCl2(g),發(fā)生反應(yīng)SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g),下列示意圖能說明t1時刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____(填序號)。
(3)為研究不同條件對反應(yīng)①的影響,在恒溫條件下,向2L恒容密閉容器中加入0.2molSO2Cl2,10min后反應(yīng)①達(dá)到平衡。測得10min內(nèi)v(SO2)= 8.0×10-3mo1·L-1·min-1,則平衡時SO2Cl2的轉(zhuǎn)化率α1=_______。若其它條件保持不變,反應(yīng)①在恒壓條件下進(jìn)行,平衡時SO2Cl2的轉(zhuǎn)化率α2_____α1(填“>”、“<”或“=”)。若要增大SO2Cl2的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施有______(列舉一種)。
(4)鋰亞硫酰氯(Li/SOCl2) 電池是一種大容量電池,該電池用鋰與石墨作電極材料,電解質(zhì)溶液是由四氯化鋁鋰(LiAlCl4) 溶解在亞硫酰氣(SOCl2)中形成的,其電池總反應(yīng)方程式為:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S。
①寫出電池工作時正極的電極反應(yīng)式_____________;
②若用此電池做電源,以鉑作電極電解200mL 0.2mol.L-1CuSO4溶液,當(dāng)兩極各產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下896mL的氣體時,電池負(fù)極消耗鋰的質(zhì)量是______g。
【答案】 +5.6 bd 80% > 升高溫度或增大容器體積或減小壓強(qiáng) 3SOCl2+8e-==6Cl-+SO32-+2S 1.12
【解析】(1)由①+②可得,SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= K1K2,△H=+471.7kJ/mol+(- 477.3kJ/mol)= -5.6 kJ/mol。因此,反應(yīng)2SOCl2(g)SO2Cl2(g)+SCl2的平衡常數(shù)K= ,該反應(yīng)△H= +5.6 kJ/mol。
(2)若在絕熱、恒容的密閉容器中,投入一定量的SO2Cl2(g)和SCl2(g),發(fā)生反應(yīng)SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g),該反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)不變,但是由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng),故在絕熱、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)會變大。正反應(yīng)速率受溫度和反應(yīng)物濃度兩個因素影響,t1時刻,圖a中不能說明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,故不能說明達(dá)到平衡;圖b中t1時刻以后壓強(qiáng)不變,說明達(dá)到平衡;c圖中,各組分的濃度在t1時刻后仍在變化,所以t1時刻沒有達(dá)到平衡;d圖中,t1時刻以后反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不再變化了,說明達(dá)到平衡。所以能說明t1時刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是b和d。
(3)反應(yīng)①為SO2Cl2 (g)SO2(g)+Cl2(g) △H=+471.7kJ/mol,該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)。在恒溫條件下,向2L恒容密閉容器中加入0.2molSO2Cl2,10min后反應(yīng)①達(dá)到平衡。測得10min內(nèi)v(SO2)=8.0×10-3mo1.L-1.min-1,則平衡時SO2Cl2的變化量等于n(SO2)=10min2L8.0×10-3mo1.L-1.min-1=0.16mol,所以SO2Cl2的轉(zhuǎn)化率α1=80%.若其它條件保持不變,反應(yīng)①在恒壓條件下進(jìn)行,由于該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的方向,所以平衡時容器體積變大,相當(dāng)于對恒容的平衡狀態(tài)減壓(即增大容器體積),故SO2Cl2的轉(zhuǎn)化率變大,α2 >α1。若要增大SO2Cl2的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施有升高溫度或增大容器體積(即減小壓強(qiáng))。
(4)由題意及電池總反應(yīng)方程式8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S可知,該電池負(fù)極為鋰、正極為石墨。負(fù)極鋰失去電子被氧化,電極反應(yīng)式為8Li-8e- =8Li+,正極上SOCl2得到電子被還原為S。①電池工作時正極的電極反應(yīng)式3SOCl2+8e-==6Cl-+SO32-+2S;②若用此電池做電源,以鉑作電極電解200mL0.2mol.L-1CuSO4溶液,當(dāng)兩極各產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下896mL的氣體時,因為陽極的電極反應(yīng)產(chǎn)物只有氧氣(陰極產(chǎn)物有銅和氫氣),則陽極上產(chǎn)生896mL的氧氣,這些氧氣的物質(zhì)的量為0.04mol,所以電路中一定通過了0.16mol e-。由電子轉(zhuǎn)移守恒可知,電池負(fù)極消耗鋰0.16mol,所以消耗鋰的質(zhì)量是0167g=1.12g。
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【題目】已知有以下物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化:
試回答:
(1)寫出B的化學(xué)式D的化學(xué)式 .
(2)寫出由E轉(zhuǎn)變成F的化學(xué)方程式 .
(3)寫出用KSCN鑒別G溶液的離子方程式;向G溶液加入A的有關(guān)離子反應(yīng)方程式 .
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【題目】短周期主族元素R、X、Y、Z、T 的原子序數(shù)依次增大,由這五種元素組成一種復(fù)鹽(含2 種陽離子和1種陰離子的鹽) M。M 中陽離子和陰離子總數(shù)相等。取少量M 溶于水,將所得溶液分成兩份:一份滴加氯化鋇溶液和鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀;另一份滴加氫氧化鈉溶液,先產(chǎn)生白色沉淀,繼續(xù)滴加則白色沉淀消失,反應(yīng)過程中產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體。下列說法正確的是
A. R、X 可以形成X2R4,電子式為
B. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性: XH3>H2Y>H2T
C. Y 和Z形成的氧化物常作為除去A1Cl3溶液中少量的Fe3+的沉淀劑
D. M 的水溶液中離子濃度大小排序為:c(SO42-) >c(Al3+) > c(NH4+) > c(H+) > c(OH-)
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【題目】某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、A12O3和Fe2O3等,回收其中鎂的工藝流程如下:
沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 | Mg(OH)2 |
pH | 4.7 | 3.2 | 9.7 | 10.4 | 11.2 |
部分陽離子以氫氧化物形式完全深沉?xí)r溶液的pH 由見上表
(1)“浸出”步驟中,為提高鎂的浸出率,可采取的措施有_____________________(要求寫出兩條)
(2)濾渣I的主要成分有_________________________。
(3)從濾液II中可回收利用的主要物質(zhì)有________________________。
(4)若最終得到的氯化鎂溶液中,c(Mg2+)=0.02 mol·L-1,加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1 ,此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?_______(列式計算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.3×10-22、1.0×10-24。
(5) Mg (C1O3)2在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑,可采用復(fù)分解反應(yīng)制備: MgCl2+2NaC1O3=Mg (C1O3)2+2NaCl已知四種化合物的溶解度(S) 隨溫度(T) 變化曲線如下圖所示: ①將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計量數(shù)比混合制備Mg (ClO3)2。簡述可制備Mg (ClO3)2的原因:_______________________。
②按①中條件進(jìn)行制備實驗。在冷卻降溫析出Mg (ClO3)2過程中,常伴有NaCl 析出,原因是:__________。除去產(chǎn)品中該雜質(zhì)的方法是:___________________________________________。
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【題目】已知X、Y、Z、W是中學(xué)常見的四種元素,原子序數(shù)依次增大。X的原子最外層電子數(shù)是次外層的2倍,Y 的氧化物屬于兩性氧化物,Y、Z 位于同周期,X、Y、Z的原子最外層電子數(shù)之和為14,W是人體必需的微量元素,缺乏W會導(dǎo)致貧血癥狀。
(1)X在元素周期表中的位置是_________________。
(2)下列事實能用元素周期律解釋的是_____________________________________(填字母序號)。
A.Y 的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性弱于Mg(OH)2
B.Z的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性小于HF
C.WZ3的溶液可用于刻蝕銅制的印刷電路板
(3)Z的單質(zhì)可以從NaBr溶液中置換出Br2單質(zhì),從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋其原因是______________________。
(4)工業(yè)上用電解法制備Y單質(zhì),化學(xué)方程式為___________________________。
(5)家用“管道通”的有效成分是燒堿和Y 的單質(zhì),使用時需加入一定量的水,此時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。
(6)W的單質(zhì)可用于處理酸性廢水中的NO3-,使其轉(zhuǎn)化成為銨根離子,同時生成磁性的W的氧化物H,再進(jìn)行后續(xù)處理。相應(yīng)離子方程式為____________。Y 的單質(zhì)與H在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
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【題目】可逆反應(yīng)2NO22NO+O2在密閉容器中反應(yīng),達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是( )
①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2
②單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)
④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)
A. ①④ B. ②③
C. ①③④ D. ①②③④
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【題目】CO2是燃燒和代謝的最終產(chǎn)物,也是造成溫室效應(yīng)的廢氣,但CO2作為一種資源,開發(fā)和利用的前景十分誘人。
I、利用太陽能,以CO2為原料制取炭黑的流程如上圖所示。過程2的化學(xué)方程式為:__________。
II、近年科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想。把含有大量CO2的空氣吹入K2CO3溶液中,再把CO2從溶液中提取出來,并使之與H2反應(yīng)制取甲醇。其工藝流程如圖所示:
(1)①由吸收池導(dǎo)入分解池中的主要物質(zhì)的化學(xué)式是____________。
②上述流程中____________(填化學(xué)式)可循環(huán)使用,該流程體現(xiàn)了“綠色化學(xué)”理念。
(2)不同溫度下,在1L恒容密閉容器中充入2mol CO2和5 mol H2,相同時間內(nèi)測得CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如下圖所示:
①合成塔中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________。
②T1時a點v(正)____________v(逆)(填“>”,“<”,“=”)
③計算溫度為T4時b的平衡常數(shù)為____________。
(3)為檢驗吸收池中飽和K2CO3溶液是否充足,量取l00mL吸收液用0.10 mol./L鹽酸滴定,生成的V(CO2)(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)隨V(鹽酸)變化關(guān)系如圖所示:
則該l00mL吸收液還可吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下_______mLCO2.
III、以稀硫酸為電解質(zhì)溶液,惰性材料為電極,利用太陽能將CO2轉(zhuǎn)化為低碳烯烴,工作原理如右圖所示。
(1)H+的移動方向是_______________(填從左至右或從右至左);
(2)產(chǎn)生乙烯的電極反應(yīng)式為_______________。
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