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【题目】H2S是一种剧毒气体,工业生产中可以通过多种手段对其进行回收或再利用。

Ⅰ.900℃时可以用克劳斯法回收H2S气体,该过程中涉及的部分反应如下:

2H2S(g)+O2(g)S2(g)+2H2O(g) H=-316.8kJmol-1

2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) H=-1040.2kJmol-1

(1)4H2S(g)+2SO2(g)3S2(g)+4H2O(g)H=___

(2)若在900℃以上绝热、恒容的密闭容器中,投入一定量的H2SO2发生反应,下列说法能说明反应达到平衡状态的是___

a.混合气体密度不随时间变化而变化

b.v(O2)=2v(H2O)

c.体系压强不随时间变化而变化

d.反应体系温度不变

e.混合气体平均相对分子质量不变

f.单位时间内生成nmolS2,同时生成2nmolH2S

Ⅱ.工业上还可以通过硫化氢分解对其进行处理、利用:2H2S(g)S2(g)+2H2(g),在2.0L恒容密闭容器中充入0.1molH2S,不同温度下测得H2S的转化率与时间的关系如图1所示:

(3)950℃时,01.25s生成S2(g)的平均反应速率为___

(4)该反应的H___0(”““=”)1050℃达到平衡时H2S的转化率为35%,则该温度下,平衡常数K=___(保留一位有效数字),该温度下Q点时反应___(正向移动”“逆向移动不移动”)

Ⅲ.H2S废气进行利用的另一种途径是将其设计成质子膜—H2S燃料电池,反应原理为2H2S(g)+O2(g)═S2(s)+2H2O(l)。电池结构示意图如图2

(5)电极a上发生的电极反应式为___

(6)NA为阿伏伽德罗常数的值,当电路中通过3mol电子时,通过质子膜进入___(正极区负极区”)H+数目为___

【答案】+89.8kJmol-1 cdf 0.004molL-1s-1 0.003 逆向移动 2H2S-4e-=S2+4H+ 正极区 3NA

【解析】

根据盖斯定律进行ΔH的计算,分析条件是否为变量判断能否作为达到平衡的标志,根据公式计算化学反应速率,结合三段式计算平衡常数,根据原电池原理书写电极反应方程式并进行相关计算。

Ⅰ.(1)已知①2H2S(g)+O2(g)S2(g)+2H2O(g)H=-316.8kJmol-1

2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)H=-1040.2kJmol-1

根据盖斯定律,反应①×3-②可得反应4H2S(g)+2SO2(g)3S2(g)+4H2O(g),则H=(-316.8kJmol-1)×3-(-1040.2kJmol-1)=+89.8 kJmol-1

(2)绝热、恒容的密闭容器中,对于反应2H2S(g)+O2(g)S2(g)+2H2O(g)

a.由质量守恒可知反应前后气体总质量不变,又恒容密闭容器,则无论反应是否达到平衡,混合气体的密度始终不变,a不符合题意;

b.根据化学反应速率与化学计量数成正比分析可知,2v(O2)=v(H2O)时,反应正逆反应速率相等,而v(O2)=0.5v(H2O)<2v(H2O),反应逆向进行,b不符合题意;

c.反应为放热反应,绝热密闭容器中,随着反应的进行,温度上高,压强增大,则反应体系压强不随时间变化而变化时,说明反应达到平衡,c符合题意;

d.反应为放热反应,绝热密闭容器中,随着反应的进行,温度上高,当反应体系温度不变时,说明反应达到平衡,d符合题意;

e.反应前后气体的物质的量不变,总质量不变,则混合气体平均相对分子质量始终不变,不能说明反应达到平衡,e不符合题意;

f.单位时间内生成nmolS2,同时生成2nmolH2S,则正逆反应速率相等,说明反应达到平衡,f符合题意;

故答案为:cdf

Ⅱ.(3)根据图1数据可知,950℃时,01.25sH2S的转化率为20%,则反应了0.1×20%=0.02molH2S,根据方程式可知生成了0.01molS2,则生成S2的平均反应速率

(4)由图可知,升高温度,H2S的转化率增大,即反应正向进行,则正反应为吸热反应,ΔH>01050℃达到平衡时H2S的转化率为35%,则可列平衡三段式为:

平衡常数,该温度下,Q点时,转化率增大,所以Qc>K,平衡逆向移动;

Ⅲ.(5)根据电池工作原理图分析可知,H2S在电极a失去电子发生氧化反应生成S2,则电极a为原电池负极,电极反应为2H2S-4e-=S2+4H+

(6)原电池中阳离子向正极移动,根据电极a的电极反应2H2S-4e-=S2+4H+可知,当电路中通过3mol电子时,3molH+通过质子膜进入正极区,数目为3NA

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【题目】某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学的反应制取胆矾。其设计的实验过程为:

1)铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于___(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用坩埚应使___,灼烧后的坩埚应放在___上,不能直接放在桌面上。

a.蒸发皿 b.石棉网 c.泥三角 d.表面皿 e.坩埚钳 f.试管夹

2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是___

a.灼烧过程中部分氧化铜被还原

b.灼烧不充分铜未被完全氧化

c.氧化铜在加热过程中分解生成铜

d.该条件下铜无法被氧气氧化

3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、过滤、___、冷却结晶、___、自然干燥。

4)由粗制氧化铜通过两种斜径制取胆矾,与途径I相比,途径Ⅱ有明显的两个优点是:____

5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验过程中,若测定结果x值偏高,可能的原因是___

a.加热温度过高

b.胆矾晶体的颗粒较大

c.加热后放在空气中冷却

d.胆矾晶体部分风化

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【题目】已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ/mol

Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g)ΔH=-226kJ/mol

根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是

A. CO的燃烧热为283 kJ

B. 如图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系

C. 2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH-452 kJ/mol

D. CO(g)Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数为6.02×1023

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【题目】Ⅰ、工业上制硫酸的主要反应之一为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应过程中能量的变化如图所示。

1)由图可知该反应的正反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应。

2)向反应体系中加入催化剂后,图中E1_____(填“增大”“减小”或“不变”,下同),E3______

Ⅱ、如图所示,把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管滴入5mL盐酸于试管中,试回答下列问题:

3)写出试管内反应的离子方程式___________________________

4)实验中观察到石灰水中的现象:Ⅰ镁片溶解、Ⅱ镁片上产生大量气泡、Ⅲ_________________,产生上述现象Ⅲ的原因是____________________________

5)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量______(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。

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【题目】下列指定反应的离子方程式正确的是

A.NaClO溶液中通入过量CO2ClO+ CO2 + H2O = HClO + HCO

B.FeCl3溶液中加入铜粉:Fe3+ + Cu = Fe2+ + Cu2+

C.NaOH溶液吸收NO22OH+ 2NO2 = 2NO + H2O

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H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1

下列说法正确的是(

A.H2(g)的燃烧热为571.6kJ·mol-1

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A.反应速率cba

B.达到平衡时A2的转化率大小为:bac

C.T2T1,则正反应一定是吸热反应

D.达到平衡时,AB3的物质的量大小为:c > b > a

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时间/min

20

40

60

80

n(O2)/mol

0.0010

0.0016

0.0020

0.0020

下列说法不正确的是(  )

A.20 min内的平均反应速率v(H2O)5×105mol·L1·min1

B.达到平衡时,需要从外界吸收的能量为0.968 kJ

C.增大水的浓度,可以改变待反应的限度

D.使用纳米级的氧化亚铜,可以增大平衡时氧气的体积分数

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