(14分)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是生产硫酸的主要反应之一。下表是原料气按
投料,在时,不同温度下SO2的平衡转化率。
(1)该反应是_ 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)时,将含10 mol SO2的原料气通入一密闭容器中进行反应平衡时SO2的物质的量是 mol。
(3)硫酸厂尾气(主要成分为SO2、O2和N2)中低浓度SO2的吸收有很多方法。
①用氨水吸收上述尾气,若尾气中SO2与氨水恰好反应得到弱碱性的(NH4)2SO3溶液,则有关该溶液的下列关系正确的是 (填序号)。
②用MnO2与水的悬浊液吸收上述尾气并生产MnSO4
i.得到MnSO4的化学方程式是
ii.该吸收过程生成MnSO4时,溶液的pH变化趋势如图甲,SO2的吸收率与溶液pH的关系如图乙。
图甲中pH变化是因为吸收中有部分SO2转化为H2SO4生成H2SO4反应的化学方程式是____;由图乙可知pH的降低 SO2的吸收(填“有利于”或“不利于”),用化学平衡移动原理解释其原因是 。
(14分)
(1)放热
(2)0.08
(3)①ac
②i.H2O+SO2H2SO3 MnO2+ H2SO3= MnSO4+H2O(或MnO2+ SO2= MnSO4)
ii.2SO2+2H2O+ O2=2 H2SO4
不利于 溶液中存在H2O+SO2H2SO3 H++ HSO3-,当溶液中酸性增强,平衡向左移动,使二氧化硫从体系中逸出。
解析试题分析:(1)温度升高二氧化硫的转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,所以正向为放热反应;
(2)该条件下二氧化硫的转化率为99.2%,所以10 mol SO2的原料气平衡时剩余10×(1-99.2%)="0.08mol" SO2
(3)①根据物料守恒规律,c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(H2SO3)+2c(SO32-)+ 2c(HSO3-),a正确;b不符合电荷守恒规律,错误;(NH4)2SO3溶液为碱性溶液,说明SO32-的水解程度大于NH4+的水解程度,所以溶液中离子浓度的大小关系是c(NH4+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(H+),c正确;答案选ac;
②i.二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸与二氧化锰发生氧化还原反应生成硫酸锰,化学方程式为H2O+SO2H2SO3 MnO2+ H2SO3= MnSO4+H2O;
ii.SO2与水、氧气反应生成硫酸,化学方程式为2SO2+2H2O+ O2="2" H2SO4;由乙图可知,pH减小,二氧化硫的吸收率下降,所以pH的降低不利于SO2的吸收;因为二氧化硫溶于水后存在平衡H2O+SO2H2SO3 H++ HSO3-,当溶液中酸性增强,平衡向左移动,使二氧化硫从体系中逸出。
考点:考查反应的能量变化,化学平衡的移动,溶液中离子浓度的大小比较,化学方程式的判断与书写
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可在高温下的氮气流中由石英与焦炭通过以下反应制得:3SiO2(s) + 6C(s) + 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g) + Q(Q>0)
完成下列填空:
(1)某温度下该反应在一容积为2L的密闭容器中进行,2min后达到平衡,刚好有2mol电子发生转移,则2min内反应的速率为:v(CO) = ;该反应的平衡常数表达式为 。
(2)其它条件不变时仅增大压强,则 。
a.K值减小,平衡向逆反应方向移动
b.K值增大,平衡向正反应方向移动
c.K值不变,平衡向逆反应方向移动
d.K值不变,平衡向正反应方向移动
(3)一定条件下能说明上述反应已达平衡的是 。
a.c(N2 ) : c(CO) = 1:3 b.3v(N2 ) = v(CO)
c.固体质量不再改变 d.气体密度不再改变
达到平衡后改变某一条件,反应速率v与时间t的关系如图所示。
若不改变N2与CO的量,则图中t4时引起变化的原因可能是 ;图中t6时引起变化的原因可能是 。
由图可知,平衡混合物中CO含量最高的时间段是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:问答题
(13分)近些年来,世界各地频现种种极端天气。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是导致极端天气的重要因素,研究这些化合物的综合处理具有重要意义。
(1)工业上可利用二氧化碳和氨气合成尿素,其总反应如下:
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l) ,该反应在 (填“较高温度”或“较低温度”)下能自发进行。
(2)已知合成尿素分两步进行:
第1步:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)
第2步:NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O(l)
下列示意图中[a表示2NH3(g)+ CO2(g),b表示NH2COONH4(S),c表示CO(NH2)2(l)+ H2O(l)],能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线的是(填序号) 。
(3)合成尿素过程中,当NH3与CO2的物质的量之比为1:2时,NH3
的转化率随时间的变化关系如图所示。
①A点的逆反应速率v逆(CO2) B点的逆反应速率
v逆 (CO2)(填“﹤”“﹥”或“=”)。
②达到平衡时,CO2的转化率为 。
(4)活性炭可用于处理大气污染物NO,在某1L恒容密闭容器中加入 0.100molNO 和2.030mol固体活性炭(无杂质),生成气体E和气体F。当温度分别在T1℃和T2℃时,测得平衡时各物质的物质的量如下表:
物质 n/mol T/℃ | 活性炭 | NO | E | F |
T1 | 2.000 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
T2 | 2.005 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
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科目:高中化学 来源: 题型:问答题
(14分)氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:
已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。
回答下列问题:
(1)加速卤块在H2O2溶液中溶解的措施有: (写出一条即可)。
(2)加入MgO的作用是 ;滤渣的主要成分为 。
(3)向滤液中加入NaClO3饱和溶液后,发生反应的化学方程式为 ,再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为①蒸发结晶;② ;③____;④过滤、洗涤。
(4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定:
步骤1:准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。
步骤2:取10.00 mL于锥形瓶中,加入10.00 mL稀硫酸和20.00mL 1.000 mol·L-1的FeSO4溶液,微热。
步骤3:冷却至室温,用0.l000 mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+至终点,此过程中反应的离子方程式为:。
步骤4:将步骤2、3重复两次,计算得平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。
①写出步骤2中发生反应的离子方程式(还原产物为Cl-): ;
②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为(保留一位小数) 。
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科目:高中化学 来源: 题型:问答题
【化学与技术】
工业上以氨气为原料制备硝酸的过程如图1所示:
某课外小组模拟上述部分过程设计了如图2所示实验装置制备硝酸(所有橡胶制品均已被保护)
(1)工业上用氨气制取NO的化学方程式是 ;
(2)连接好装置后,首先进行的操作是 ;
(3)通入a气体的目的是 ;
(4)盛有Na2CO3溶液的烧杯为尾气处理装置,该装置中发生反应的化学方程式是 。
(5)已知:温度低于21.15℃时,NO2几乎全部转变为N2O4,工业上可用N2O4与水反应来提高硝酸产率,N2O4与a气体在冷水中生成硝酸的化学方程式是 ;
(6)一定条件下,某密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.500mol/L,c(N2O4)=0.125mol/L.则2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K= ,若NO2起始浓度为2mol/L,相同条件下,NO2的最大转化率为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:问答题
(10分)固定和利用CO2能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体.工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)+49kJ。某科学实验将6molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图实线所示。a,b,c,d括号内数据表示坐标.
(1)0~a,a~b,b~c,c~d四段中,平均反应速率最大的时间段是___________ ,该时间段内H2的平均反应速率是_____________。
(2)平衡时CO2的转化率是多少?反应前后容器内的压强比时多少?(请按计算题格式在答题卡上作答)
L)
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科目:高中化学 来源: 题型:问答题
联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。
(1)已知:2NO2(g)N2O4(g) △H=-57.20kJ·mol-1。一定温度下,在密闭容器中此反应达到平衡。 其他条件不变时,下列措施不能使NO2转化率提高的是
A.减少NO2的浓度 | B.降低温度 | C.增加NO2的浓度 | D.升高温度 |
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科目:高中化学 来源: 题型:计算题
在体积固定的密闭容器中N2与H2发生反应:N2(g)+3 H22 NH3
达到平衡时c (N2)=3.5 mol·L-1,c (H2)=1 mol·L-1,c (NH3)=5 mol·L-1,求:
(1)N2和H2的起始浓度(4分)
(2)N2的转化率(2分)(要求有解题过程)
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)在一定条件下,SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ,该反应的平衡常数表达式为K= ;过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是 、 。
(3)通氯气氧化后时,发生的主要反应的离子方程式为 ;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,尾气中污染空气的气体为 (写化学式)。
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