【題目】硫酸在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。某工廠以黃鐵礦(主要成分為FeS2)為原料,采用接觸法制備硫酸。
(1)已知在298 K和101 kPa條件下:
FeS2(s)=FeS(s)+S(s) H1
S(s)+ O2(g)=SO2(g) H2
4FeS(s)+7O2(g)=2Fe2O3(s) +4SO2(g) H3
則在該條件下FeS2與O2生成Fe2O3和SO2的熱化學(xué)方程式為_______。
(2)催化氧化反應(yīng):2SO2(g) +O2(g)2SO3(g) H<0。在體積可變的密閉容器中,維持壓強(qiáng)為101 kPa和初始n(SO2)=2mol,充入一定量的O2,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率α(SO2)隨O2物質(zhì)的量n(O2)的變化關(guān)系如圖所示:
①在1000℃時,SO2平衡轉(zhuǎn)化率隨著O2物質(zhì)的量的增大緩慢升高,解釋其原因________。
②a點(diǎn)時SO3的平衡分壓p(SO3)=_________Pa(保留兩位有效數(shù)字,某組分的平衡分壓=總壓×某組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)保持溫度不變,向固定體積的密閉容器中充入一定量的SO2、O2。請畫出平衡體系中SO3的體積分?jǐn)?shù)φ(SO3)隨初始SO2、O2的物質(zhì)的量之比[n(SO2)/n(O2)]的變化趨勢圖______:
(4)已知活性氧可以把SO2快速氧化為SO3,根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果,在炭黑表面上O2轉(zhuǎn)化為活性氧的反應(yīng)歷程與能量變化關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是_______(填字母代號)。
A.O2轉(zhuǎn)化為活性氧是氧氧鍵的斷裂與碳氧鍵的生成過程
B.該過程的最大能壘(活化能)E正=0.73 eV
C.每活化一個O2分子最終吸收0. 29 eV能量
D.依題炭黑可以作為SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑
E.其他條件相同時,炭黑顆粒越小,反應(yīng)速率越快
(5)硫酸工廠尾氣中的SO2可被NaOH溶液吸收,用惰性電極將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解,可循環(huán)再生NaOH的同時得到H2SO4,寫出陽極的電極反應(yīng)式:___________
【答案】4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g) H=2H1+2H2+H3 該反應(yīng)H<0,1000時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)很小,二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率很;1000時,恒壓條件下,充入氧氣,c(SO2)和c(SO3)等倍數(shù)減,c(O2)增大,Qc=<K,平衡正向移動,二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率增大; BC SO32-+H2O-2e-=SO42-+2H+
【解析】
(1)①FeS2(s)=FeS(s)+S(s) H1;②S(s)+ O2(g)=SO2(g) H2;
③4FeS(s)+7O2(g)=2Fe2O3(s) +4SO2(g) H3;根據(jù)蓋斯定律,①×2+②×2+③得熱化學(xué)反應(yīng)方程式為:4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g) H=2H1+2H2+H3;故答案為:4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g) H=2H1+2H2+H3;
(2)①該反應(yīng)H<0,1000時,根據(jù)二氧化硫的轉(zhuǎn)化曲線,該反應(yīng)的平衡常數(shù)很小,二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率很;1000時,恒壓條件下,充入氧氣,c(SO2)和c(SO3)等倍數(shù)減,c(O2)增大,Qc=<K,平衡正向移動,二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率增大;故答案為:該反應(yīng)H<0,1000時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)很小,二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率很;1000時,恒壓條件下,充入氧氣,c(SO2)和c(SO3)等倍數(shù)減,c(O2)增大,Qc=<K,平衡正向移動,二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率增大;
②
SO3的平衡分壓p(SO3)=,故答案為:;
(3)保持溫度不變,向固定體積的密閉容器中充入一定量的SO2、O2,二氧化硫與氧氣比例為2:1時,三氧化硫的平衡體積分?jǐn)?shù)最大,故答案為:;
(4)A. 由圖分析可知,O2轉(zhuǎn)化為活性氧是氧氧鍵的斷裂與碳氧鍵的生成過程,A正確;
B. 該過程的最大能壘(活化能)E正=0.75eV,B錯誤;
C. 每活化一個O2釋放0. 29 eV能量,C錯誤;
<>D. 炭黑可以提供活化氧,可作為SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑,D正確;E. 其他條件相同時,炭黑顆粒越小,反應(yīng)接觸面積越大,反應(yīng)速率越快,E正確;故答案為:BC;
(5)用惰性電極將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解,可循環(huán)再生NaOH的同時得到H2SO4,陽極是亞硫酸根離子失去電子,生成硫酸根離子,即陽極的電極反應(yīng)為:SO32-+H2O-2e-=SO42-+2H+;故答案為:SO32-+H2O-2e-=SO42-+2H+。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)在微生物作用的條件下,NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:
①第一步反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng),判斷依據(jù)是________________。
②1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學(xué)方程式是___________________________。
(2)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1①
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+0.5O2(g) ΔH=-226kJ·mol-1②
則CO(g)與Na2O2(s)反應(yīng)放出509kJ熱量時,電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為________________。
(3)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) ΔH=-72kJ·mol-1,蒸發(fā)1molBr2(l)需要吸收的能量為30kJ,其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
物質(zhì) | H2(g) | Br2(g) | HBr(g) |
1mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量(kJ) | 436 | 200 | a |
則表中a=______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】關(guān)于如圖中各裝置的敘述正確的是( )
A.裝置①可制備少量氧氣
B.裝置②可用于實(shí)驗(yàn)室制取和收集乙酸乙酯
C.裝置③的實(shí)驗(yàn)可推斷硫、碳、硅三種元素的非金屬強(qiáng)弱
D.裝置④能驗(yàn)證AgCl沉淀可轉(zhuǎn)化為溶解度更小的Ag2S沉淀
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鎘鎳可充電電池的充、放電反應(yīng)按下式進(jìn)行:Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2,由此判斷,下列說法錯誤的是
A. 放電時,NiO(OH)作正極
B. 放電時,Cd發(fā)生還原反應(yīng)
C. 電解質(zhì)溶液為堿性溶液
D. 充電時,陽極反應(yīng)為Ni(OH)2+OH--e-== NiO(OH)+H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】科學(xué)家合成出了一種新化合物(如圖所示),其中W、X、Y、Z為同一短周期元素,Z核外最外層電子數(shù)是X核外電子數(shù)的一半,下列說法正確的是( )
A.氧化物對應(yīng)的水化物的酸性:Z> Y> X
B.元素X可與元素W形成化合物W2X,該化合物與水能產(chǎn)生可燃?xì)怏w
C.該新化合物中Y不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
D.Z氫化物的沸點(diǎn)一定比X氫化物的佛點(diǎn)高.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】50mL0.50mol·L-1鹽酸與50mL0.55 mol·L -1NaOH 溶液進(jìn)行中和反應(yīng),通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱,下列說法正確的是
A. 在測定中和熱的實(shí)驗(yàn)中,至少需要測定并記錄的溫度是3次
B. 大燒杯上如不蓋硬紙板,測得的中和熱數(shù)值會偏小
C. 用相同濃度和體積的氨水代替NaOH 溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測得中和熱的數(shù)值會偏大
D. 從實(shí)驗(yàn)裝置上看,除了缺少環(huán)形玻璃攪拌棒外沒有其他問題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硫酸錳是一種重要的化工中間體,是錳行業(yè)研究的熱點(diǎn)。一種以高硫錳礦(主要成分為含錳化合物及FeS)為原料制備硫酸錳的工藝流程如下:
已知:①“混合焙燒”后燒渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。
②金屬離子在水溶液中的平衡濃度與pH的關(guān)系如圖所示(25℃):
③此實(shí)驗(yàn)條件下Mn2+開始沉淀的pH為7.54;當(dāng)離子濃度≤105mol·L1時,可認(rèn)為離子沉淀完全。
請回答:
(1)傳統(tǒng)工藝處理高硫錳礦時,不經(jīng)“混合焙燒”,而是直接用H2SO4浸出,其缺點(diǎn)為____。
(2)“氧化”時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____。若省略“氧化”步驟,造成的后果是____。
(3)“中和除雜”時,生成沉淀的主要成分為____(填化學(xué)式)。
(4)“氟化除雜”時,若使溶液中的Mg2+和Ca2+沉淀完全,需維持c(F-)不低于____。(已知:Ksp(MgF2)=6.4×1010;Ksp(CaF2)=3.6×1012)
(5)“碳化結(jié)晶”時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____。
(6)用惰性電極電解MnSO4溶液可制備MnO2,電解過程中陽極的電極反應(yīng)式為____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鈷是一種中等活潑金屬,化合價為+2價和+3價,其中CoC12易溶于水。某校同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制。–H3COO)2Co(乙酸鈷)并驗(yàn)證其分解產(chǎn)物;卮鹣铝袉栴}:
(1)甲同學(xué)用Co2O3與鹽酸反應(yīng)制備CoC124H2O,其實(shí)驗(yàn)裝置如下:
①燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______。
②由燒瓶中的溶液制取干燥的CoC124H2O,還需經(jīng)過的操作有蒸發(fā)濃縮、______、洗滌、干燥等。
(2)乙同學(xué)利用甲同學(xué)制得的CoC124H2O在醋酸氛圍中制得無水(CH3COO)2Co,并利用下列裝置檢驗(yàn)(CH3COO)2Co在氮?dú)鈿夥罩械姆纸猱a(chǎn)物。已知PdC12溶液能被CO還原為Pd。
①裝置E、F是用于檢驗(yàn)CO和CO2的,其中盛放PdC12溶液的是裝置______(填“E”或“F”)。
②裝置G的作用是______;E、F、G中的試劑均足量,觀察到I中氧化銅變紅,J中固體由白色變藍(lán)色,K中石灰水變渾濁,則可得出的結(jié)論是______。
③通氮?dú)獾淖饔檬?/span>______。
④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時,先熄滅D和I處的酒精燈,一段時間后再關(guān)閉彈簧夾,其目的是______。
⑤若乙酸鈷最終分解生成固態(tài)氧化物X、CO、CO2、C2H6,且n(X):n(CO):n(CO2):n(C2H6)=1:4:2:3(空氣中的成分不參與反應(yīng)),則乙酸鈷在空氣氣氛中分解的化學(xué)方程式為______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】中國科學(xué)院院士張青蓮教授曾主持測定了銦(49In)等9種元素相對原子質(zhì)量的新值,被采用為國際新標(biāo)準(zhǔn)。已知:銦與鋁(13Al)同主族。下列說法錯誤的是( 。
A.In的金屬性大于Al
B.In最外層有2種能量的電子
C.In的中子數(shù)為66
D.In原子的相對原子質(zhì)量為115
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