【題目】利用化石燃料開采、加工過程產(chǎn)生的H2S 廢氣制取氫氣,既價(jià)廉又環(huán)保。

⑴工業(yè)上可用組成為K2O·M2O3·2RO2·nH2O的無機(jī)材料純化制取的氫氣。

①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,兩種元素原子的質(zhì)子數(shù)之和為27,則R的原子結(jié)構(gòu)示意圖為____________

②常溫下,不能與M單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的是____________(填序號(hào));

a.CuSO4溶液  b.Fe2O3   c.濃硫酸 d.NaOH溶液  e.Na2CO3固體

(2)利用H2S廢氣制取氫氣的方法有多種。

①高溫?zé)岱纸夥?已知:H2S(g) H2(g)+1/2S2(g)

在恒容密閉容器中,控制不同溫度進(jìn)行H2S分解實(shí)驗(yàn)。以H2S起始濃度均為c mol·L-1測(cè)定H2S的轉(zhuǎn)化率,結(jié)果見圖1。曲線a為H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系曲線,b曲線表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時(shí)間且未達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率。根據(jù)圖像回答下列問題:

i S2的結(jié)構(gòu)式為______,該反應(yīng)的△H_____0(填“>”、“<”或“=”);

ii 計(jì)算 985 ℃時(shí)H2S按上述反應(yīng)分解的平衡常數(shù)K________;

iii 比較H2S的速率大。v(a-逆)______v(b-正) ,v(b-逆)______v(c-正) (填“>”、“<”或“=”);

iiii 說明隨溫度的升高,曲線b向曲線a逼近的原因:___________;

②電化學(xué)法

i該法制氫過程如圖2。反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式,其目的是____________

ii反應(yīng)池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________;

iii反應(yīng)后的溶液進(jìn)入電解池,電解總反應(yīng)的離子方程式為__________________________。

【答案】 b、eS=S><<溫度升高,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需的時(shí)間縮短(或其他合理答案)增大反應(yīng)物接觸面積,使反應(yīng)更充分H2S+2FeCl3===2FeCl2+S↓+2HCl2Fe2++2H2Fe3++H2

【解析】

(1)M+3價(jià),R+4價(jià),均為第三周期元素,則MAl,RSi,Si的質(zhì)子數(shù)為14,其原子結(jié)構(gòu)示意圖為,故答案為:MAl具有還原性,能與具有氧化性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),如a、c,還能與dNaOH溶液反應(yīng)生成氫氣,而高溫下與氧化鐵反應(yīng),與碳酸鈉不反應(yīng),故答案為:b、e;
(2)i.S2的結(jié)構(gòu)式為S=S,由a曲線的變化趨勢(shì)可得隨溫度的升高,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明升溫,平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),該反應(yīng)的H>0;

ii.H2S起始濃度均為cmol·L-1測(cè)定H2S的轉(zhuǎn)化率,985℃時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率為40%,則

K== ,故答案為:

iii.曲線aH2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系曲線,b曲線表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時(shí)間且未達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率,由平衡狀態(tài)的建立過程可知v(b-)逐漸減小,達(dá)平衡后與v(a-)相等,v(b-)逐漸增大,最終與v(c-)相等,故答案為:<、<;

iiii. 溫度的升高,曲線b向曲線a逼近,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡時(shí)的時(shí)間縮短,曲線b向曲線a逼近,故答案為:溫度升高,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需的時(shí)間縮短;

i.反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式,可增大反應(yīng)物接觸面積;ii. 反應(yīng)池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)為H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl;iii.電解池中亞鐵離子失去電子,氫離子得到電子,電解總反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H+2Fe3++H2;故答案為:增大反應(yīng)物接觸面積,使反應(yīng)更充分;H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl;2Fe2++2H+2Fe3++H2↑。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A. 平衡常數(shù)的表達(dá)式為:K=

B. 在1000℃時(shí),10L的密閉容器中,加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1mol,10min達(dá)到平衡,υ(CO2)=0.006mol/(L·min)

C. 一段時(shí)間以后,鐵的量不再變化,不能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡

D. 下圖表示不同溫度下,CO的轉(zhuǎn)化率與時(shí)間關(guān)系圖像

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A. 6:1 B. 3:1 C. 2:1 D. 1:2

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1稱量粗鹽樣品m g,所用儀器名稱為:_____________。

2過濾時(shí),玻璃棒的作用是:__________________。

3蒸發(fā)操作時(shí)應(yīng)將液體放在__________中加熱,等加熱至________時(shí)即停止加熱。

4在樣品的溶液中加入過量的Na2CO3溶液,作用是__________________,反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________。

5在濾液中加入鹽酸的作用是____________________________________,

反應(yīng)的離子程式是_______________________________________。

6配制100 mL 1 mol·L1NaCl溶液時(shí),應(yīng)從W g固體中稱取NaCl的質(zhì)量為________,配制時(shí)應(yīng)在________中進(jìn)行定容。

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【題目】如圖所示,下列說法不正確的是(  )

A.反應(yīng)過程(1)的熱化學(xué)方程式為A2(g)+B2(g)C(g)ΔH1=-Q1 kJ/mol

B.反應(yīng)過程(2)的熱化學(xué)方程式為C(g)A2(g)+B2(g)ΔH2=+Q2 kJ/mol

C.Q1與Q2的關(guān)系:Q1Q2

D.ΔH2ΔH1

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【題目】氟在自然界中常以CaF2的形式存在。

(1)下列關(guān)于CaF2的表述正確的是_____。

a.Ca2+ F間僅存在靜電吸引作用

b.F的離子半徑小于Cl,則CaF2的熔點(diǎn)高于CaCl2

c.陰陽離子比為21的物質(zhì),均與CaF2晶體構(gòu)型相同

d.CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵,因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電

(2)CaF2難溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是 _____________________(用離子方程式表示)。

(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子構(gòu)型為_____,其中氧原子的雜化方式為____。

(4)F2與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反應(yīng)Cl2(g)+3F2(g)═2ClF3(g)H=﹣313kJmol1,F(xiàn)﹣F鍵能159kJmol1,Cl﹣Cl鍵的鍵能為242kJmol1,則ClF3Cl﹣F鍵的平均鍵能為________ kJmol1,ClF3的熔、沸點(diǎn)比BrF3的_____(填”)。

(5)如圖為CaF2、H3BO3(層狀結(jié)構(gòu),層內(nèi)的H3BO3分子通過氫鍵結(jié)合)、金屬銅三種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖,請(qǐng)回答下列問題

①圖Ⅰ所示的CaF2晶胞中與Ca2+最近且等距離的F-數(shù)為____,圖Ⅲ中未標(biāo)號(hào)的銅原子形成晶體后周圍最緊鄰的銅原子數(shù)為____。

②圖Ⅱ所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外層已達(dá)8電子結(jié)構(gòu)的原子是____。H3BO3晶體中B原子個(gè)數(shù)與極性鍵個(gè)數(shù)比為____。

③三種晶體中熔點(diǎn)最低的是____,其晶體受熱熔化時(shí),克服的微粒之間的相互作用力為________________。

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【題目】已知X(g)+2Y(g)3Z(g) △H=-akJ·mol-1(a>0)下列說法不正確的是

A. 0.1molX0.2molY充分反應(yīng)生成Z的物質(zhì)的量一定小于0.3mol

B. 達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化

C. 達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),反應(yīng)放出的總熱量可達(dá)a Kj

D. 升高反應(yīng)溫度,逆反應(yīng)速率增大,正反應(yīng)速率減小

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