工業(yè)制硫酸時,利用催化氧化反應(yīng)將是一個關(guān)鍵的步驟。

(1)某溫度下,。開始時在100L的密閉容器中加入4.0molSO2(g)和10.0molO2,當(dāng)反應(yīng)達到平衡時共放出熱量196kJ,該溫度下平衡常數(shù)K=____________。

(2)一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2molmol,發(fā)生反應(yīng):,達平衡后改變下述條件,氣體平衡濃度都比原來增大的是____________(填字母)。

A.保持溫度和容器體積不變,充入2mol

B.保持溫度和容器體積不變,充入2molN2

C.保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,充入1mol

D.移動活塞壓縮氣體

E.升高溫度

(3)下列關(guān)于反應(yīng)的圖像中,不正確的是_________。

(4)同學(xué)們學(xué)習(xí)了電化學(xué)知識后大家提出,可以用電解的方法來生產(chǎn)硫酸,可避免產(chǎn)生酸雨,污染環(huán)境。于是大家設(shè)計了一個以鉑為電極,兩極分別通入SO2和空氣,酸性電解液來實現(xiàn)電解生產(chǎn)硫酸。

①陽極的電極反應(yīng)為______________________________。

②若電解液為2L0.025mol的硫酸溶液,當(dāng)電解過程共轉(zhuǎn)移了0.1mol電子時,理論上消耗SO2的體積為(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為_________,此溶液的pH=__________ (忽略溶液體積變化)。

③設(shè)計此實驗的想法得到了老師的充分肯定,但與工業(yè)上生產(chǎn)硫酸相比還是有很多不足,請對此實驗進行合理的評價____________________________(寫出一點即可)。

 

【答案】

(每空2分)

(1)10/3或3.33

(2)A、D

(3)C

(4)2SO2 – 4e‾ + 4H2O = 2SO42‾ +8H+   1.12L     1

耗費大量的電能,不經(jīng)濟;產(chǎn)率低,不能大規(guī)模生產(chǎn)

【解析】

試題分析: (1)轉(zhuǎn)化的SO2為:196kJ÷98kJ•mol‾1=2mol,根據(jù)三行式計算:

                     SO2  + O2   SO3

初始濃度(mol•L‾1)  0.04     0.1        0

轉(zhuǎn)化濃度(mol•L‾1)  0.02   0.01       0.02

平衡濃度(mol•L‾1)  0.02     0.09       0.02

可得平衡常數(shù)K=0.02÷(0.02×=10/3

(2)A、增加SO3,平衡逆向移動,三者濃度都增大;B、N2與反應(yīng)無關(guān),三者濃度都不變;C、保持壓強不變,充入SO3,根據(jù)等效平衡原理,三者濃度不變;D、加壓后各物質(zhì)的濃度都大于原平衡;E、升高溫度,平衡逆向移動,SO2、O2濃度增大,SO3濃度減小。

(3)A、溫度升高,平衡逆向移動,逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)大,正確;B、圖像的前半段為反應(yīng)建立平衡的過程,SO3%逐漸增大,T1之后的階段為化學(xué)反應(yīng)隨溫度的升高平衡移動的過程,升高溫度,平衡逆向移動SO3%逐漸減小,圖像正確;C、600℃高于500℃,平衡逆向移動,SO3%逐漸減小,圖像錯誤;D、增大壓強,平衡正向移動,SO3%增大,圖像正確。

(4)①陽極上發(fā)生失電子反應(yīng),SO2失電子生成SO42‾。

②V(SO2) =0.1mol÷2×22.4L/mol=1.12L;

pH=-lg(0.1mol×2÷2L)=1

③電解需要消耗大量的電能,所以本設(shè)計耗費大量的電能,不經(jīng)濟;產(chǎn)率低,不能大規(guī)模生產(chǎn)。

考點:本題考查平衡常數(shù)的計算、化學(xué)平衡的移動、化學(xué)平衡的圖像、電解池電極方程式的書寫及計算。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO32、Al2O3和Fe2O3等,回收其中鎂的工藝流程如下:

沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2
pH 3.4 5.2 12.4
部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見上表,請回答下列問題:
(1)“浸出”步驟中,為提高鎂的浸出率,該工業(yè)流程中采取的措施是
研磨固體廢料
研磨固體廢料
,你認為還可以采取的措施有
增大硫酸濃度
增大硫酸濃度
、
加熱升高溫度、邊加硫酸邊攪研拌
加熱升高溫度、邊加硫酸邊攪研拌
(寫出兩條).
(2)以MgCO3和MgSiO3為例,寫出“浸出”步驟發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:
MgCO3+2H+=Mg2++CO2↑+H2O
MgCO3+2H+=Mg2++CO2↑+H2O
,
MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3
MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3

(3)第一次加NaOH溶液調(diào)整pH到5.5的目的是
使Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀與Mg2+分離
使Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀與Mg2+分離
,控制pH的方法是
通過pH計控制溶液的pH
通過pH計控制溶液的pH
,濾渣I的主要成分有
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3

(4)在實驗室中從Mg(OH)2獲得無水MgCl2的操作如下:把Mg(OH)2溶解在過量的
鹽酸
鹽酸
(填寫試劑的名稱)中;加熱濃縮,冷卻結(jié)晶,
過濾
過濾
,
洗滌
洗滌
(填操作名稱)可得到MgCl2?6H2O;
在干燥的HCl氣流中加熱脫水
在干燥的HCl氣流中加熱脫水
(填寫具體操作),即可得到無水的MgCl2
(5)Mg(ClO32在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑,可采用復(fù)分解反應(yīng)制備:
MgCl2+2NaClO3═Mg(ClO32+2NaCl已知四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如圖所示:將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計量數(shù)比混合制備Mg(ClO32.簡述可制備Mg(ClO32的原因:
該反應(yīng)的生成物為Mg(ClO22和NaCl的混合溶液,NaCl的溶解度隨溫度變化不大,Mg(ClO22的溶解度隨溫度升高而升高,利用兩物質(zhì)的溶解度差異,通過加熱蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾,將Mg(ClO22與NaCl分離,制得Mg(ClO22
該反應(yīng)的生成物為Mg(ClO22和NaCl的混合溶液,NaCl的溶解度隨溫度變化不大,Mg(ClO22的溶解度隨溫度升高而升高,利用兩物質(zhì)的溶解度差異,通過加熱蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾,將Mg(ClO22與NaCl分離,制得Mg(ClO22;

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2012?長寧區(qū)一模)Ⅰ.工業(yè)上電解飽和食鹽能制取多種化工原料,其中部分原料可用于制備多晶硅.
(1)原料粗鹽中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等雜質(zhì),必須精制后才能供電解使用.精制時,粗鹽溶于水過濾后,還要加入的試劑分別為①Na2CO3、②HCl(鹽酸)③BaCl2,這3種試劑添加的合理順序是
③①②
③①②
(填序號)洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl,選用的試劑為
.(填序號)(①飽和Na2CO3溶液  ②飽和K2CO3溶液  ③75%乙醇、芩穆然迹
(2)如圖是離子交換膜(允許鈉離子通過,不允許氫氧根與氯離子通過)法電解飽和食鹽水示意圖,電解槽陽極產(chǎn)生的氣體是
氯氣
氯氣
;NaOH溶液的出口為
a
a
(填字母);精制飽和食鹽水的進口為
d
d
(填字母);干燥塔中應(yīng)使用的液體是
濃硫酸
濃硫酸


Ⅱ.多晶硅主要采用SiHCl3還原工藝生產(chǎn),其副產(chǎn)物SiCl4的綜合利用受到廣泛關(guān)注.
(1)SiCl4可制氣相白炭黑(與光導(dǎo)纖維主要原料相同),方法為高溫下SiCl4與H2和O2反應(yīng),產(chǎn)物有兩種,化學(xué)方程式為
SiCl4+2H2+O2
 高溫 
.
 
SiO2+4HCl
SiCl4+2H2+O2
 高溫 
.
 
SiO2+4HCl

(2)SiCl4可轉(zhuǎn)化為SiHCl3而循環(huán)使用.一定條件下,在20L恒容密閉容器中的反應(yīng):
3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)?4SiHCl3(g)
達平衡后,H2與SiHCl3物質(zhì)的量濃度分別為0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部來源于離子交換膜法的電解產(chǎn)物,理論上需消耗純NaCl的質(zhì)量為
0.351
0.351
kg.
(3)實驗室制備H2和Cl2通常采用下列反應(yīng):
Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑;MnO2+4HCl(濃)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
據(jù)此,從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集H2的裝置
e
e
(填代號)和制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置
d
d
(填代號).
可選用制備氣體的裝置:

(4)采用無膜電解槽電解飽和食鹽水,可制取氯酸鈉,同時生成氫氣,現(xiàn)制得氯酸鈉213.0kg,則生成氫氣
134.4
134.4
m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況).(忽略可能存在的其他反應(yīng))
某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO32、Al2O3和Fe2O3等,回收其中鎂的工藝流程如下:

沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2
PH 3.2 5.2 12.4
Ⅲ.部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見上表,請回答下列問題:
(1)“浸出”步驟中,為提高鎂的浸出率,可采取的措施有
適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增加浸出時間
適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增加浸出時間
(要求寫出兩條).
(2)濾渣I的主要成分是
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3

Mg(ClO32在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑,可采用復(fù)分解反應(yīng)制備:
MgCl2+2NaClO3→Mg(ClO32+2NaCl
已知四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如圖所示:

(3)將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計量數(shù)比混合制備Mg(ClO32.簡述可制備Mg(ClO32的原因:
在某一溫度時,NaCl最先達到飽和析出;Mg(ClO32的溶解度隨溫度變化的最大,NaCl的溶解度與其他物質(zhì)的溶解度有一定的差別;
在某一溫度時,NaCl最先達到飽和析出;Mg(ClO32的溶解度隨溫度變化的最大,NaCl的溶解度與其他物質(zhì)的溶解度有一定的差別;

(4)按題(3)中條件進行制備實驗.在冷卻降溫析出Mg(ClO32過程中,常伴有NaCl析出,原因是:
降溫前,溶液中NaCl已達飽和,降低過程中,NaCl溶解度會降低,會少量析出;
降溫前,溶液中NaCl已達飽和,降低過程中,NaCl溶解度會降低,會少量析出;
.除去產(chǎn)品中該雜質(zhì)的方法是:
重結(jié)晶
重結(jié)晶

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