【題目】燃煤會產(chǎn)生CO2、CO、SO2等大氣污染物。燃煤脫硫的相關反應的熱化學方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1 =+281.4kJ/mol (反應Ⅰ)
CaSO4(s)+CO(g)CaS(s)+CO2(g) ΔH2 = -43.6kJ/mol (反應Ⅱ)
(1)計算反應CaO(s)+3CO(g )+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) ΔH=____________。
(2)一定溫度下,向某恒容密閉容器中加入CaSO4(s)和1molCO,若只發(fā)生反應I,下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是_____________(填序號)
a.容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化 b.υ正(CO)=υ正(CO2)
c.容器內(nèi)氣體的密度不發(fā)生變化 d.n(CO)+n(CO2)=1mol
(3)一定溫度下,體積為1L容器中加入CaSO4(s)和1molCO,若只發(fā)生反應II,測得CO2的物質的量隨時間變化如下圖中曲線A所示。
①在0~2min內(nèi)的平均反應速率v(CO)=____________。
②曲線B表示過程與曲線A相比改變的反應條件可能為____________(答出一條即可)。
(4)煙道氣中的SO2和CO2均是酸性氧化物,也可用氫氧化鈉溶液吸收。
已知:25℃時,碳酸和亞硫酸的電離平衡常數(shù)分別為:
碳酸 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11
亞硫酸K1=1.5×10-2 K2=1.0×10-7
①下列事實中,不能比較碳酸與亞硫酸的酸性強弱的是________(填標號)。
a.25℃下,飽和碳酸溶液pH大于飽和亞硫酸溶液pH
b.25℃下,等濃度的NaHCO3溶液pH大于NaHSO3溶液
c.將SO2氣體通入NaHCO3溶液,逸出氣體通入澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁
d.將CO2氣體通入NaHSO3溶液,逸出氣體通入品紅溶液,品紅溶液不褪色
②25℃時,氫氧化鈉溶液吸收煙道氣,得到pH=6的吸收液,該溶液中c(SO32-):c(HSO3-)=___________。
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應的主要離子方程式為___________________。
【答案】-455.8kJ/mol ac 0.45mol/(Lmin) 加入催化劑(或增大壓強) ac 1:10 H 2SO3+HCO3-=H SO3-+CO2↑+H2O
【解析】
(1)反應II×4—反應I,整理可得該反應的熱化學方程式;
(2)對于反應有固體參加的反應,且反應前后氣體體積不等的可逆反應,若氣體的壓強不變、物質的含量不變、物質的轉化率不變、物質的濃度不變則反應處于平衡狀態(tài);
(3)①先根據(jù)2min內(nèi)CO2的物質的量變化計算v(CO2),然后根據(jù)方程式中CO、CO2的關系計算出v(CO);
②根據(jù)曲線B與曲線A比較速率快,平衡時n(CO2)不變分析;
(4)①弱酸的酸性強弱可通過比較電離平衡常數(shù)大小、強酸與弱酸的鹽反應可以制取弱酸、酸越弱,其相應的強堿的鹽水解程度越大,溶液的堿性就越強分析判斷;
②根據(jù)H2SO3的電離平衡常數(shù)Ka2計算c(SO32-):c(HSO3-);
③利用電離平衡常數(shù)判斷溶液的酸性,然后根據(jù)強酸與弱酸的鹽反應制取弱酸書寫反應方程式。
(1) 反應II×4—反應I,整理可得該反應的熱化學方程式CaO(s)+3CO(g )+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) ΔH=—455.8kJ/mol;
(2)對于可逆反應:CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g),有固體參加,且前后氣體體積不等。
a.若反應未達到平衡,則氣體的壓強變化,若容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化,則反應處于平衡狀態(tài),a正確;
b.由于方程式中CO、CO2的計量數(shù)相等,所以在任何時刻υ正(CO)=υ正(CO2),表示反應正向進行,不能確定反應處于平衡狀態(tài),b錯誤;
c.若反應未達到平衡狀態(tài),氣體的質量就會發(fā)生變化,由于容器的容積不變,則容器內(nèi)氣體的密度就會發(fā)生變化,所以若氣體的密度不變,則反應處于平衡狀態(tài),c正確;
d.根據(jù)C元素守恒,無論反應是否處于平衡狀態(tài),n(CO)+n(CO2)總是等于1mol,所以不能據(jù)此判斷反應是否處于平衡狀態(tài),d錯誤;
故合理選項是ac;
(3)①根據(jù)圖象可知在2min內(nèi)CO2的物質的量變化了0.9mol,則v(CO2)==0.45mol/(Lmin),根據(jù)方程式CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)可知:v(CO)= v(CO2)= 0.45mol/(Lmin);
②根據(jù)曲線變化可知:曲線B與曲線A比較,反應速率快,但達到平衡時n(CO2)不變,可知平衡未發(fā)生移動;由于反應CaSO4(s)+CO(g)CaS(s)+CO2(g)是反應前后氣體體積相等的反應,所以改變的條件只可能是使用催化劑或增大壓強;
(4)①a.由于SO2、CO2在水中溶解度不同,所以25℃下,飽和溶液的濃度不同,因此就不能通過比較飽和碳酸溶液pH與飽和亞硫酸溶液的pH判斷酸的酸性強弱,a符合題意;
b.H2CO3、H2SO3都是弱酸,所以NaHCO3、NaHSO3都是強堿弱酸鹽,根據(jù)鹽的水解規(guī)律:誰弱誰水解,誰強顯誰性,越弱越水解,若25℃下,等濃度的NaHCO3溶液pH大于NaHSO3溶液,說明酸性H2CO3<H2SO3,b不符合題意;
c.SO2溶于水,反應產(chǎn)生H2SO3,將SO2氣體通入NaHCO3溶液,逸出氣體通入澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁,CO2、SO2都可以使澄清石灰水變渾濁,無論二者是否反應,得到的氣體都可以使澄清石灰水變渾濁,因此不能說明反應產(chǎn)生了CO2氣體,故不能證明酸性:H2CO3<H2SO3,c符合題意;
d.SO2具有漂白性,能夠使品紅溶液褪色。若將CO2氣體通入NaHSO3溶液,逸出氣體通入品紅溶液,品紅溶液不褪色,說明逸出的氣體是CO2,即證明酸性:H2CO3<H2SO3,d不符合題意;
故合理選項是ac;
②亞硫酸第二步電離平衡常數(shù)K2=1.0×10-7,則Ka2==1.0×10-7,溶液的pH=6,c(H+)=1×10-6,所以c(SO32-):c(HSO3-)==1:10;
③根據(jù)電離平衡常數(shù)可知酸性:H2SO3>H2CO3,所以H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應的主要離子方程式為H 2SO3+HCO3-=H SO3-+CO2↑+H2O。
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【題目】NaNO2是一種食品添加劑,它能致癌。酸性 KMnO4溶液與 NaNO2。的反應方程式是MnO4-+NO2-+□→Mn2++NO3-+H2O。下列敘述中正確的是( )
A. 該反應中 NO2-被還原 B. 反應過程中溶液的pH 減小
C. 生成1 mol NaNO3需消耗 0.4mol KMnO4 D. □中的粒子是 OH-
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【題目】某有機物X的結構簡式如圖所示,則下列有關說法中正確的是
A. X的分子式為C12H16O3
B. 可用酸性高錳酸鉀溶液區(qū)分苯和X
C. X在一定條件下能發(fā)生加成、加聚、取代、消去等反應
D. 在Ni作催化劑的條件下,1 mol X最多只能與1 mol H2加成
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【題目】密封容器中發(fā)生可逆反應:X2+Y22Z,已知起始時X2、Y2、Z的物質的量濃度分別為0.1mol/L,0.3mol/L,0.2mol/L。反應在一定條件下進行到某一時刻時,各物質的物質的量濃度可能是( )
A.c(X2)=0.2mol/LB.c(Y2)=0.35mol/LC.c(Y2)=0.2mol/LD.c(Z)=0.4mol/L
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【題目】(1)已知拆開1molH-H鍵、1molN≡N、1molN-H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ。則由N2和H2反應生成1molNH3需要放出___kJ的熱量。
(2)把0.2molX氣體和0.4molY氣體混合于2L密閉容器中,使它們發(fā)生如下反應:4X(g)+5Y(g)=nZ(g)+6W(g);2min末生成0.3molW。若測知Z的濃度變化表示的反應速率為0.05mol/(Lmin)。計算:
①前2min內(nèi)用Y的濃度變化表示的反應速率為___。
②化學方程式中n的值是___。
(3)某溫度時在2L容器中A、B、C三種氣態(tài)物質的物質的量(n)隨時間(t)變化的曲線如圖所示,由圖中數(shù)據(jù)
該反應的化學方程式為____。
下列敘述能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是___。
A.混合氣體的平均摩爾質量不隨時間的變化而變化
B.相同時間內(nèi)消耗2nmol的A的同時生成4nmol的C
C.混合氣體的密度不隨時間的變化而變化
D.容器內(nèi)壓強不再發(fā)生變化
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【題目】下列各性質中符合圖示關系的是
①化合價 ②ROH的堿性、勖芏取、茏钔鈱与娮訑(shù)、莺送怆娮訉訑(shù)、迒钨|失e-能力
A.②④⑤⑥B.②⑤⑥C.②③⑤⑥D.①②③⑤
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【題目】如圖是部分短周期元素原子(用字母表示)最外層電子數(shù)與原子序數(shù)的關系圖。下列說法不正確的是( )
A.氫化物沸點:H2X>H2R
B.含氧酸酸性:HWO>H2RO4
C.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:HY>HW>H2R
D.離子半徑:R2->X2->Y->Z+
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【題目】某化學興趣小組在實驗室中進行化學實驗,按如圖甲連接好線路發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,按圖乙連接好線路發(fā)現(xiàn)燈泡亮,由此得出的結論正確的是( )
A.NaCl溶液是電解質
B.在通電的條件下,NaCl在水中電離出大量的離子而導電
C.NaCl固體中無陰陽離子,因此不能導電
D.同一溫度下,將乙中NaCl溶液換成等濃度的MgCl2溶液,溶液導電性增強
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【題目】乙醇是制取飲料、香精、染料、涂料、洗滌劑等產(chǎn)品的原料.
完成下列填空:
(1)實驗室用乙醇制取乙烯時,濃硫酸的用量遠遠超過作為催化劑的正常用量,原因是______.
(2)驗證乙烯加成反應性質時,需對乙烯氣體中的干擾物質進行處理,可選用的試劑是______(填寫化學式);能確定乙烯通入溴水中發(fā)生了加成反應的事實是______.(選填編號)
a.溴水褪色 b.有油狀物質生成
c.反應后水溶液酸性增強 d.反應后水溶液接近中性
(3)實驗室用乙醇和乙酸制備乙酸乙酯時,甲乙兩套裝置如圖1都可以選用.關于這兩套裝置的說法正確的是______.(選填編號)
物質 | 沸點(℃) |
乙醇 | 78.5 |
乙酸 | 117.9 |
乙酸乙酯 | 77 |
a.甲裝置乙酸轉化率高 b.乙裝置乙酸轉化率高
c.甲裝置有冷凝回流措施 d.乙裝置有冷凝回流措施
(4)用乙裝置實驗時,提純乙中乙酸乙酯的流程如圖3,以上流程中試劑A的化學式是______;操作Ⅱ的名稱是______;操作Ⅲ一般適用于分離______混合物.
(5)如圖2是用乙醇制備溴乙烷的裝置,實驗中有兩種加料方案:
①先加溴化鈉→再加乙醇→最后加1:1濃硫酸;
②先加溴化鈉→再加1:1濃硫酸→最后加乙醇.
按方案①和②實驗時,產(chǎn)物都有明顯顏色,若在試管中加入______,產(chǎn)物可變?yōu)闊o色.與方案①相比較,方案②的明顯缺點是______.
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