【題目】“綠水青山就是金山銀山”。研究含氮和含硫化合物的性質(zhì)在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)中有重要意義。
(1)制備硫酸可以有如下兩種途徑:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198 kJ· mol-1
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ· mol-1
若CO的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為 283 kJ· mol-1,則1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO的能量變化示意圖中E2=________kJ· mol-1。
(2)已知某溫度下,H2SO3的電離常數(shù)為K1≈1.5×10-2,K2≈1.0×10-7,用NaOH溶液吸收SO2。當(dāng)溶液中HSO3-、SO32-離子濃度相等時(shí),溶液的pH約為_______________。
(3)連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)具有強(qiáng)還原性,廢水處理時(shí)可在弱酸性條件下加入亞硫酸氫鈉電解產(chǎn)生連二亞硫酸根,進(jìn)而將廢水中的HNO2還原成無害氣體排放,連二亞硫酸根氧化為原料循環(huán)電解。產(chǎn)生連二亞硫酸根的電極反應(yīng)式為________________,連二亞硫酸根與HNO2(HNO2的電離常數(shù)為Ka=5.1×10-4)反應(yīng)的離子方程式為________________________________。
(4)鍋爐煙道氣含CO、SO2,可通過如下反應(yīng)回收硫:2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)。某溫度下在2 L恒容密閉容器中通入2 mol SO2和一定量的CO發(fā)生反應(yīng),5 min后達(dá)到平衡,生成1 mol CO2。
①其他條件不變時(shí),隨著溫度的升高,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率變化如圖A,請(qǐng)解釋其原因________________________________。(已知硫的沸點(diǎn)約是445°C)
②保持其他條件不變,第8分鐘時(shí),將容器體積迅速壓縮至1 L,在10分鐘時(shí)達(dá)到平衡,CO的物質(zhì)的量變化了1 mol。請(qǐng)?jiān)趫DB中畫出SO2濃度6~11分鐘的變化曲線。______
【答案】359.8 7 2HSO3-+2e-+2H+S2O42-+2H2O 3S2O42-+2HNO2+2H2O6HSO3-+N2↑ 正反應(yīng)放熱,溫度升高平衡逆向移動(dòng),SO2平衡轉(zhuǎn)化率降低;溫度高于445 ℃后硫變成氣態(tài),正反應(yīng)吸熱,溫度升高平衡正向移動(dòng),SO2平衡轉(zhuǎn)化率升高。
【解析】
(1)①2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),②SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g),③CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283kJ·mol-1,NO2與CO反應(yīng)的方程式為NO2+CO=CO2+NO,因此有②-①/2+③得出:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=(-41.8kJ·mol-1+198/2kJ·mol-1-283kJ·mol-1)=-225.8kJ·mol-1,△H=E1-E2=134kJ·mol-1-E2=-225.8kJ·mol-1,即E2=359.8kJ·mol-1;
(2)用NaOH溶液吸收SO2,當(dāng)溶液中HSO3-、SO32-濃度相等,K2==c(H+)=1.0×10-7,即該溶液的pH=7;
(3)在弱酸性條件下加入亞硫酸氫鈉電解產(chǎn)生連二亞硫酸根,S的化合價(jià)由+4價(jià)→+3價(jià),即在陰極上產(chǎn)生連二亞硫酸根,電極反應(yīng)式為2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O;廢水中HNO2被還原成無害氣體,即HNO2為氧化劑,被還原成N2,根據(jù)HNO2的電離常數(shù),以及H2SO3的電離平衡常數(shù),推出HNO2電離出H+能力大于HSO3-,因此離子方程式為3S2O42-+2HNO2+2H2O=6HSO3-+N2↑;
(4)①已知硫的沸點(diǎn)為445℃,445℃之前S為液態(tài),隨著溫度升高,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,根據(jù)勒夏特列原理,說明低于445℃時(shí),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),高于445℃時(shí),硫?yàn)闅怏w,隨著溫度升高,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,根據(jù)勒夏特列原理,說明高于445℃,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率變化如圖A,其原因是正反應(yīng)放熱,溫度升高平衡逆向移動(dòng),SO2平衡轉(zhuǎn)化率降低;溫度高于445 ℃后硫變成氣態(tài),正反應(yīng)吸熱,溫度升高平衡正向移動(dòng),SO2平衡轉(zhuǎn)化率升高;
(6)5min達(dá)到平衡,此時(shí)c(SO2)=(2mol-1/2mol)/2mol·L-1=0.75mol·L-1,將容器體積迅速壓縮至1L,此時(shí)c(SO2)=1.50mol·L-1,壓縮氣體,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,c(SO2)減少,10min達(dá)到平衡時(shí)CO物質(zhì)的量變化了1mol,消耗SO2物質(zhì)的量為0.5mol,即達(dá)到平衡時(shí)c(SO2)=1mol·L-1,圖像為;
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一定溫度下,將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表:
t/min | 2 | 4 | 7 | 9 |
n(Y)/mol | 0.12 | 0.11 | 0.10 | 0.10 |
下列說法正確的是
A. 反應(yīng)前2 min的平均速率v(Z)=2.0×10-3 mol·(L·min)-1
B. 其他條件不變,降低溫度,反應(yīng)達(dá)到新平衡前v(逆)>v(正)
C. 該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.44
D. 其他條件不變,再充入0.2 mol Z,平衡時(shí)X的體積分?jǐn)?shù)增大
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知常溫時(shí)HClO的Ka=3.0×10-8,HF的Ka=3.5×10-4,F(xiàn)將pH和體積都相同的次氯酸和氫氟酸溶液分別加蒸餾水稀釋,pH隨溶液體積的變化如圖所示。下列敘述正確的是
A. 曲線I為次氯酸稀釋時(shí)pH變化曲線
B. 取a點(diǎn)的兩種酸溶液,中和相同體積、相同濃度的NaOH溶液,消耗次氯酸的體積較小
C. a點(diǎn)時(shí),若都加入相同大小的鋅粒,此時(shí)與氫氟酸反應(yīng)的速率大
D. b點(diǎn)溶液中水的電離程度比c點(diǎn)溶液中水的電離程度小
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法不正確的是
A. 二氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu),可以證明甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)
B. 乙烯和甲苯分子中所有原子都在同一個(gè)平面上
C. 一定條件下,Cl2在甲苯的苯環(huán)或側(cè)鏈上均能發(fā)生取代反應(yīng)
D. 和CH3—CH==CH2互為同分異構(gòu)體
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)中,氯元素全部被氧化的是( )
A. 2P+3Cl22PCl3
B. 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
C. NaOH+HClNaCl+H2O
D. 2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知:E是石油裂解氣的主要成份,其產(chǎn)量可以用來衡量一個(gè)國家的石油化工發(fā)展水平,E在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.25 g·L-1,D是一種具有香味的物質(zhì),各物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化如下圖所示(有的反應(yīng)條件和產(chǎn)物已略去)。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)化合物B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 __________,E中官能團(tuán)的名稱為__________。
(2)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式__________________,反應(yīng)類型___________。
(3)列說法正確的是__________。
A.用新制氫氧化銅懸濁液可以區(qū)分有機(jī)物B、C和D
B.乙酸乙酯在H218O中水解,產(chǎn)物乙酸中將含有18O同位素
C.乙酸乙酯在氫氧化鈉溶液中水解的反應(yīng),可稱為皂化反應(yīng)
D.通過分液乙酸乙酯和有機(jī)物A的混合物,可分離得到純的乙酸乙酯
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在兩份相同的Ba(OH)2溶液中,分別滴入H2SO4、NaHSO4溶液,其導(dǎo)電能力隨滴入溶液體積變化的曲線如圖所示。下列分析不正確的是( )
A. ①代表滴加H2SO4溶液的變化曲線
B. b點(diǎn),溶液中大量存在的離子是Na+、OH–
C. 曲線①的c點(diǎn)和曲線②的c點(diǎn)所代表的溶液酸堿性相同
D. a、d兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液均顯中性
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】利用膜技術(shù)原理和電化學(xué)原理制備少量硫酸和綠色硝化劑N2O5,裝置如圖所示,下列說法正確的是
A. 電極b反應(yīng)式是O2+4e-+2H2O=4OH-
B. 乙裝置d電極附近溶液的pH增大
C. c電極上的電極反應(yīng)式為N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+
D. 每轉(zhuǎn)移2mole-生成2molN2O5和1molH2SO4
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】標(biāo)準(zhǔn)狀況下VL氨氣溶解在1L水中(水的密度近似為1g/mL),所得溶液的密度為ρg/mL,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為ω,物質(zhì)濃度為c mol/L,則下列關(guān)系中不正確的是
A.
B.
C.
D. =1000Vρ/(17V+22400)
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