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(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示:

回答下列问题:
(1)在反应器中发生反应的化学方程式是______________。
(2)在膜反应器中发生反应:2HI(g)H2(g)十I2 △H>0。若在一定条件下密闭容器中加入l mol HI(g),  n(H2)随时间(t)的变化如图所示:

①该温度下,反应平衡常数K=_______,若升高温度,K值将_______
(填“增大”、“减小”或“不变?’)。
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是___________________
(3)电渗析装置如下图所示:

①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是______________________________
②该装置中发生的总反应的化学方程式是________________________
(4)上述工艺流程中循环利用的物质是_________。
(1)SO2+xI2+2H2O=H2SO4+2HIx;(2)①1/64,增大;②及时分离出H2,使平衡正向移动,提高HI的分解率;(3)①在阴极区发生反应:Ix-+(x-1)e-=xI-,且阳极区的H+通过交换膜进入阴极区,得以生成HI溶液;② 2HIx (x-1)I2+2HI;(4) I2

试题分析:(1)根据流程示意图可知:在反应器中发生反应的化学方程式是SO2+xI2+2H2O=H2SO4+2HIx;(2)①该温度下,反应平衡常数;由于该反应的正反应是吸热反应,实验根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,实验化学平衡常数K值将增大;②使用膜反应器及时分离出H2,也就是减小了生成物的浓度,根据平衡移动原理,化学平衡向正反应方向移动,可以产生更多的生成物,从而提高了HI的分解率。(3)①由于阴极是与电源的负极连接的电极,有较多的负电荷,所以在阴极上发生反应:Ix-+(x-1)e-=xI-,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,阳极区的H+通过交换膜进入阴极区,从而生成HI溶液;②根据电极反应式可知:该装置中发生的总反应的化学方程式是2HIx (x-1)I2+2HI;(4)在上述工艺流程中循环利用的物质是I2
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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),其正反应放热.现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1mol CO和1mol H2O,在Ⅱ中充入1mol CO2和1mol H2,在Ⅲ中充入2mol CO 和2mol H2O,700℃条件下开始反应.达到平衡时,下列说法正确的是(  )
A.容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多
B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
D.容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在密闭容器中发生反应: aX(g)+bY(g) cZ(g)+dW(g)反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,W的浓度为原平衡状态的1.8倍。下列叙述正确的是(   )  
A.平衡向正反应方向移动B.(a+b)>(c+d)
C.Z的体积分数变大D.X的转化率变小

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(14分)中国环境监测总站数据显示,颗粒物(PM2.5等)为连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物,其主要为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子
K+
Na+
NH
SO
NO
Cl
浓度/mol?L-1
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
根据表中数据计算PM2.5待测试样的pH =         
(2) NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:

① N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=                                 
②当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式                                                  
③ 汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,有人设想按下列反应除去CO:
2CO(g)=2C(s)+O2(g),已知该反应的△H>0,该设想能否实现?       
(3)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:

① 用离子方程式表示反应器中发生的反应                             
② 用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是                
③ 用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示),NiO(OH)作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:Ni(OH)2+M  NiO(OH)+MH,电池放电时,负极电极反应式为                          ; 充电完成时,全部转化为NiO(OH),若继续充电,将在一个电极产生O2,O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

(16分)NO和NO2是常见的氮氧化物,研究它们的综合利用有重要意义。
(1)氮氧化物产生的环境问题有          (填一种)。
(2)氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下:
①反应Ⅰ为:NO+O3=NO2+O2,生成11.2 L O2(标准状况)时,转移电子的物质的量是       mol。
②反应Ⅱ中,当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时,反应的化学方程式是      
(3)硝化法是一种古老的生产硫酸的方法,同时实现了氮氧化物的循环转化,主要反应为:
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) △H=-41.8 kJ·mol-1
①已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol-1
写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式                  
②一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1 mol,5min达到平衡,此时容器中NO 和NO2的浓度之比为3∶1,则NO2的平衡转化率是      
③上述反应达平衡后,其它条件不变时,再往容器中同时充入
NO2、SO2、SO3、NO各1mol,平衡 (填序号)。
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(4)某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3,装置如图,电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是            

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列图示与对应的叙述相符的是(  )
           
图甲                    图乙              图丙                图丁
A.由图甲表示的反应速率随温度变化的关系可知该反应的ΔH>0
B.图乙表示pH相同的盐酸与醋酸中分别加入水后溶液pH的变化,其中曲线a对应的是醋酸
C.图丙表示该反应为放热反应,且催化剂能改变反应的焓变
D.图丁表示向Na2CO3溶液中逐滴滴加稀盐酸,生成CO2与所加盐酸物质的量的关系

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科目:高中化学 来源:不详 题型:实验题

(14分)金属钛(Ti)性能优越,被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上以钛铁矿(主要成分FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料冶炼金属钛,其生产的工艺流程图如下:

已知:2H2SO4(浓)+ FeTiO3=TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O
(1)步骤I中发生反应的离子方程式:                                   
(2)已知:TiO2易水解,只能存在于强酸性溶液中。
25 ℃时,难溶电解质溶解度与pH关系如图,

TiO(OH)2溶度积Ksp=1×10-29
①步骤Ⅲ加入铁屑原因  是                   
② TiO2水解的离子方程式为                 
向溶液II中加入Na2CO3粉末的作用是       
当溶液pH=       时,TiO(OH)2已沉淀完全。
(3)TiCl4→Ti反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于       ℃即可。
 
TiCl4
Mg
MgCl2
Ti
熔点/℃
-25.0
648.8
714
1667
沸点/℃
136.4
1090
1412
3287
(4)电解TiO2制备钛的方法如图所示。该方法由于具备生产过程简化、生产成本低、产品质量高、环境友好等诸多优点而引人注目。已知TiO2熔融状态下不发生电离,电解时阴极反应式为       

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

.(16分)Ⅰ.已知下列反应的热化学方程式为:
(1) C(s) + O2(g) = CO2(g)       △H1 =" -393.5" kJ/mol
(2) CH3COOH(l) + 2O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l)  △H2 =" -870.3" kJ/mol
(3) 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)      △H3 =" -571.6" kJ/mol
请计算:2C(s) + 2H2(g) + O2(g)= CH3COOH(l)   △H4 =                         
Ⅱ.在某温度下,物质(t-BuNO)2在正庚烷或CCl4溶剂中均可以发生反应:
(t-BuNO)2 2(t-BuNO) 。该温度下该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.4。
(1)向1L正庚烷中加入0.50mol(t-BuNO)2,10min时反应达平衡,此时(t-BuNO)2的平衡转化率为60%(假设反应过程中溶液体积始终为1L)。反应在前10min内的平均速率为ν(t-BuNO)=      。列式计算上述反应的平衡常数K =       
(2)有关反应:(t-BuNO)22(t-BuNO) 的叙述正确的是(    )
A.压强越大,反应物的转化率越大     B.温度升高,该平衡一定向右移动
C.溶剂不同,平衡常数K值不同
(3)通过比色分析得到40℃时(t-BuNO)2和(t-BuNO)浓度随时间的变化关系的几组数据如下表所示,请在同一图中绘出(t-BuNO)2和(t-BuNO)浓度随时间的变化曲线。

时间(min)
0
1
3
5
7
9
11
c(t-BuNO)2 mol/L
0.05
0.03
0.01
0.005
0.003
0.002
0.002
c(t-BuNO) mol/L
0
0.04
0.08
0.07
0.094
0.096
0.096
Ⅲ.甲醇燃料电池的电解质溶液是KOH溶液。则通甲醇的电极反应式为                                  。若通空气的电极上有32g O2参加反应,则反应过程中转移了       mol e

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

已知:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)  ΔH=Q,其平衡常数随温度变化如下表所示:
温度/℃
400
500
850
平衡常数
9.94
9
1
请回答下列问题:
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为       ,该反应的Q      0。
(2)850℃时在体积为10L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g),发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如图所示,则0~4min时平均反应速率v(CO)=   

(3)若在500 ℃时进行,且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020mol/L,该条件下,CO的最大转化率为         
(4)若在850℃时进行,设起始时CO和H2O(g)共为1mol,其中水蒸气的体积分数为x平衡时CO的转化率为y,试推导y随x变化的函数关系式为     
(5)某电化学装置可实现2CO2=2CO+O2的转化,使CO重复使用。已知该反应的阳极应为4OH--4e-=2H2O+O2,则阴极反应式为                   
(6)有人提出可以设计反应2CO=2C+O2(ΔH>0)来消除CO的污染,请判断上述反应能否发生     (填“可能”或“不可能”),理由是              

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