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【题目】研究大气中含硫化合物(主要是SO2H2S)的转化对环境保护具有重要意义。

(1)SO2的大量排放会引起严重的环境问题是 ,潮湿条件下,写出大气中SO2转化为HSO3-的方程式

(2)土壤中的微生物可将大气中H2S经两步反应氧化成SO42-,两步反应的能量变化示意图如下:

1mol H2S(g)全部氧化成SO42-(aq)的热化学方程式为

(3)SO2时工业制硫酸的原料之一,一定温度下,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),过程中测定的部分数据见下表:

时间/min

n(SO2)/mol

n(O2)/mol

0

0.10

0.050

4

0.050

0.025

5

0.040

8

0.020

反应在0-4min内的平均速率为v(SO2)=

此温度下该反应的化学平衡常数K=

③8min时,维持温度不变,往反应容器中再通入0.020molSO2(g)0.010molO2(g),重新达到平衡时混合气体中SO2的百分含量将 (减小增大不变)

(4)H2S和空气的混合气体通入FeCl3FeCl2CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化入右图所示:

在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施有

一般来说,如果一个反应的平衡常数大于105,通常认为反应进行得较安全;相反,如果一个反应的平衡常数夏普与10-5,则认为这个反应很难进行。

已知常温下各物质的溶度积及电离平衡常数:

CuSKsp=6.3×1036H2SKa1=1.3×107Ka2=7.1×1015

通过计算说明反应CuS(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2S(aq)进行的程度

【答案】

(1)酸雨;SO2+H2OHSO3-+H+;

(2)H2S(g)+2O2(g)=SO42-(aq)+2H+(aq) ΔH=-806.39KJ/mol

(3)①6.25×10-3mol/(L·min)②225(mol/L)-1减小

(4)通入足量的空气(或氧气)K=Ksp(CuS)/Ka1·Ka2=6.83×10-15<10-5,反应很难进行

【解析】

试题分析(1)SO2的大量排放会导致酸雨潮湿条件下写出大气中SO2转化为HSO3-的方程式为SO2+H2OHSO3-+H+故答案为:酸雨;SO2+H2OHSO3-+H+

(2)由图可知第一步热化学反应为H2S(g)+0.5O2(g)=S(s)+H2O(g)△H=-221.19 kJmol-1第二步反应为S(s)+1.5O2(g)+H2O(g)=2H+(aq)+SO42-(aq))△H=-585.20 kJmol-1依据盖斯定律第一步与第二步方程式相加得H2S(g)+2O2(g)=SO42-(aq)+2H+(aq)△H=-806.39 kJmol-1故答案为H2S(g)+2O2(g)=SO42-(aq)+2H+(aq)△H=-806.39 kJmol-1

(3)反应在0-4min内的平均速率为v(SO2)===6.25×10-3mol/(L·min),故答案为:6.25×10-3mol/(L·min)

此温度下5min时反应的二氧化硫的物质的量为0.06mol,则反应的氧气的物质的量为0.03mol,剩余氧气0.02mol,则5min是反应已经达到平衡状态,平衡时c(SO2)=0.02mol/Lc(O2)= 0.01mol/Lc(SO3) = 0.03mol/L反应的化学平衡常数K==225故答案为225

③8min时,维持温度不变,往反应容器中再通入0.020molSO2(g)0.010molO2(g),相当于增大压强,平衡正向移动,重新达到平衡时混合气体中SO2的百分含量将减小,故答案为:减小

(4)使生成的硫单质中不含CuS,则硫离子不能有剩余,硫离子完全被氧化为硫单质,所以氧气必须过量,采取的措施是:通入足量的空气(或氧气或增大混合气体中空气的比例),故答案为:通入足量的空气(或氧气或增大混合气体中空气的比例)

②Ksp=c(Cu2+)c(S2-)H2SKa1=Ka2=CS(s)+2H+Cu2++H2S反应的K==Ksp÷Ka2÷Ka1=8.4×10-36mol2L-2÷1.2×10-7molL-1÷7×10-15molL-1=1×10-1410-5所以反应难以进行故答案为此反应K1×10-1410-5所以反应难以进行。

练习册系列答案
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已知:①反应能放出大量的热,该反应曾应用于铁轨的焊接;

②I是一种常见的温室气体,它和可以发生反应:2E+I 2F+D,F中的E元素的质量分数为60%.回答问题:

1①中反应的化学方程式为_____________________;

2化合物Ⅰ的电子式为________________,它的空间构型是_________;

31.6g G 溶于盐酸,得到的溶液与铜粉完全反应,至少所需铜粉的质量 g

4C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为_____________,反应后溶液与过量化合物Ⅰ反应的离子方程式__________________;

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AC(s)O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5 kJ/mol

B2H2(g)O2(g)===2H2O(l) ΔH=+571.6 kJ/mol

CCH4(g)2O2(g)===CO2(g)2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ/mol

D.C6H12O6(s)3O2(g)===3CO2(g)3H2O(l) ΔH=-1400 kJ/mol

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A.a>b=c B.c>a>b

C.c>b>a D.b>c>a

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【题目】CH4H2C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式为:

CH4(g)2O2(g)===CO2(g)2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol1

2H2(g)O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol1

C(s)O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol1

1)在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活,甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量________(填“>”“<”或“=”)890.3 kJ

2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)CH4CO2===2CO2H21 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量,则:

能表示该反应过程中能量变化的是________(填字母)

若将物质的量均为1 molCH4CO2充入某恒容密闭容器中,体系放出的热量随着时间的变化如图所示,则CH4的转化率为_________________

3C(s)H2(g)不反应,所以C(s)2H2(g)===CH4(g)的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出C(s)2H2(g)===CH4(g)的反应热ΔH______________

4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点,下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是______________(填字母)

A.寻找优质催化剂,使CO2H2O反应生成CH4O2,并放出热量

B.寻找优质催化剂,在常温常压下使CO2分解生成碳与O2

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时间/min

0

10

20

40

50

T1

n(CH4)/mol

0.50

0.35

0.25

0.10

0.10

T2

n(CH4)/mol

0.50

0.30

0.18

……

0.15

下列说法正确的是( )

A.该反应的ΔH>0、T1<T2

B.T2时CH4的平衡转化率为30.0%

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