【題目】在化工生產(chǎn)、污水處理中廣泛涉及硫單質(zhì)及其化合物。
Ⅰ.煤制得的化工原料中含有羰基硫(O===C===S),該物質(zhì)可轉(zhuǎn)化為H2S,主要反應(yīng)如下:①水解反應(yīng):COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH1=-94 kJ·mol-1,②氫解反應(yīng):COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) ΔH2=-54 kJ·mol-1。
(1)請計算CO(g)和H2O(g)生成H2(g)和CO2(g)的反應(yīng)熱ΔH=______。
(2)在定溫定容的密閉容器中進行反應(yīng)①,下列事實說明反應(yīng)①達到平衡狀態(tài)的是_____(填字母)。
A.容器的壓強不再改變
B.混合氣體的密度不再改變
C.化學(xué)平衡常數(shù)不再改變
D.生成1 mol H—O鍵,同時生成1 mol H—S鍵
(3)反應(yīng)②的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。在T1 ℃時,向容積為5 L的密閉容器中加入2 mol COS(g)和1 mol H2(g),充分反應(yīng),COS的平衡轉(zhuǎn)化率為______。
Ⅱ.在容積為2 L的恒容密閉容器中,充入0.5 mol H2S(g),發(fā)生反應(yīng):2H2S(g) 2H2(g)+S2(g),在不同溫度和壓強下進行實驗,結(jié)果如圖所示。
(4)圖中壓強p1、p2、p3由大到小的順序是______。
(5)在950 ℃,壓強為p3時,反應(yīng)經(jīng)30 min達到平衡,則平均反應(yīng)速率v(H2)=_______。
(6)在p2=6 MPa,溫度為975 ℃時,請計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kc為_____(保留2位有效數(shù)字)。對于氣相反應(yīng),用某組分(B)的平衡分壓(pB)代替物質(zhì)的量濃度(cB)也可以表示平衡常數(shù)(記作Kp),pB=p總×B的物質(zhì)的量分數(shù),則此條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=___MPa。
【答案】-40kJ·mol-1 D 33.3% p3>p2>p1 0.0025mol·(L·min)-1 0.022mol·L-1
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律,由反應(yīng)①-反應(yīng)②得CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2=-94 kJ·mol-1-(-54 kJ·mol-1)=-40 kJ·mol-1;
(2)A. 反應(yīng)①為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),容器容積不變,壓強始終保持不變,根據(jù)壓強不能判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài),故A錯誤;
B. 該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物均為氣體,且容器容積不變,則混合氣體的密度始終保持不變,據(jù)此不能判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài),故B錯誤;
C. 化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響,由于溫度不變,不能由此判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài),故C錯誤;
D. 生成1 mol H—O鍵,同時生成1 mol H—S鍵,說明反應(yīng)物的消耗速率等于生成物的消耗速率,也即正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故D正確;
(3)設(shè)反應(yīng)達到平衡時,轉(zhuǎn)化的COS的物質(zhì)的量為x mol,根據(jù)反應(yīng)方程式COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)可知平衡時COS(g)、H2(g)、H2S(g)、CO(g)的物質(zhì)的量分別為(2-x) mol、(1-x) mol、x mol、x mol,容器的體積為5L,根據(jù)T1 ℃時有K正=K逆得,解得x=mol,則COS的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=33.3%;
(4)該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),溫度一定時,壓強越小,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率越高,故壓強p3>p2>p1;
(5)根據(jù)題圖2可看出在950 ℃,壓強為p3時,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為30%,即反應(yīng)的H2S的物質(zhì)的量為0.5 mol×30%=0.15 mol,由于化學(xué)方程式中H2S和H2的化學(xué)計量數(shù)相同,則v(H2)=v(H2S)==0.002 5 mol·(L·min)-1;
(6)根據(jù)題圖2可知壓強為p2、溫度為975 ℃時,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,即分解的H2S為0.5 mol×40%=0.2 mol,根據(jù)方程式2H2S(g)2H2(g)+S2(g)可知生成的n(S2)=0.1mol,n(H2)=0.2mol,剩余的n(H2S)=0.3mol,容器的體積為2L,所以平衡時H2S(g)、H2(g)、S2(g)的物質(zhì)的量濃度分別為0.15 mol·L-1、0.10 mol·L-1和0.05 mol·L-1,則Kc=mol·L-1≈0.022 mol·L-1。平衡時H2S(g)、H2(g)、S2(g)的物質(zhì)的量分別為0.3 mol、0.2 mol和0.1 mol,即對應(yīng)的平衡分壓分別為p2、p2、p2,則此時對應(yīng)的Kp=。
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【題目】二氯化二硫(S2Cl2)是廣泛用于橡膠工業(yè)的硫化劑,其分子結(jié)構(gòu)如右下圖所示。常溫下,S2Cl2是一種橙黃色的液體,遇水劇烈反應(yīng),并產(chǎn)生能使品紅褪色的氣體。下列說法錯誤的是
A. S2Cl2的分子中的兩個S原子均是sp3雜化
B. S2Br2與S2Cl2結(jié)構(gòu)相似,熔沸點:S2Br2 > S2Cl2
C. S2Cl2與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式可能為:2S2Cl2+2H2O = SO2↑+3S↓+4HCl
D. S2Cl2分子中的S為+1價,是含有極性鍵和非極性鍵的非極性分子
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】丙烯是重要的有機化工原料,丙烷脫氫制丙烯具有顯著的經(jīng)濟價值和社會意義;卮鹣铝袉栴}:
(1)已知:I.2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g) H=-238kJ·mol-1
II.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-484kJ·mol-1
則丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的H為__。
(2)一定溫度下,向恒容密閉容器中充入1molC3H8,開始壓強為pkPa,發(fā)生丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)。
①下列情況能說明丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是__(填字母)。
A. 該反應(yīng)的焓變(H)保持不變
B. 氣體平均摩爾質(zhì)量保持不變
C. 氣體密度保持不變
D. C3H8分解速率與C3H6消耗速率相等
②丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)過程中,C3H8的氣體體積分數(shù)與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖a所示。此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=__kPa(用含字母p的代數(shù)式表示,Kp是用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)的分壓表示的平衡常數(shù),平衡分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
③已知上述反應(yīng)中,v正=k正·p(C3H8),v逆=k逆·p(C3H6)p(H2),其中k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則圖a中m點處=_。
(3)保持相同反應(yīng)時間,在不同溫度下,丙烯產(chǎn)率如圖b所示,丙烯產(chǎn)率在425℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是__、__;425℃之后,丙烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是__。
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【題目】乙炔是一種重要的有機化工原料,以乙炔為原料在不同的反應(yīng)條件下可以轉(zhuǎn)化成以下化合物:
下列說法正確的是( )
A.正四面體烷的分子式為C4H8B.正四面體烷二氯取代產(chǎn)物有1種
C.環(huán)辛四烯核磁共振氫譜有2組峰D.環(huán)辛四烯與苯互為同系物
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【題目】H2CO3 和 H2C2O4 都是二元弱酸,不同 pH 環(huán)境下它們不同形態(tài)的粒子的組成百分率如圖所示:
下列說法正確的是
A. 在 pH 為 6.37 及 10.25 時,溶液中 c(H2CO3)=c(HCO3-)=c(CO32-)
B. 反應(yīng) HCO3-+H2OH2CO3+OH-的平衡常數(shù)為 10-7.63
C. 0.1 molL-1 NaHC2O4 溶液中 c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(H2C2O4) =0.1 molL-1
D. 往 Na2CO3 溶液中加入少量草酸溶液,發(fā)生反應(yīng):CO32-+H2C2O4=HCO3-+HC2O4-
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【題目】美國馬丁·卡普拉等三位科學(xué)家因“在開發(fā)多尺度復(fù)雜化學(xué)系統(tǒng)模型”方面所做的貢獻,獲得了2013年諾貝爾化學(xué)獎。他們模擬出了1, 6-二苯基-1,3,5-己三烯的分子模型,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列說法正確的是 ( )
A. 該有機物屬于芳香烴,與苯互為同系物
B. 該有機物的分子式為C18H18
C. 1 mol該有機物在常溫下最多能與9 mol Br2發(fā)生加成反應(yīng)
D. 該有機物可以發(fā)生氧化反應(yīng)、取代反應(yīng)、加成反應(yīng)
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【題目】已知某種燃料含有碳、氫、氧三種元素。為了測定這種燃料中碳和氫兩種元素的質(zhì)量比,可將氣態(tài)燃料放入足量的O2中燃燒,并使產(chǎn)生的氣體全部通過如圖所示裝置中,得到如表中所列的實驗結(jié)果(假設(shè)產(chǎn)生的氣體完全被吸收)。
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)求:
(1)實驗完畢后,生成物中水的質(zhì)量為________g。假設(shè)廣口瓶里生成一種正鹽,其質(zhì)量為_____________g。
(2)生成的水中氫元素的質(zhì)量為_______g。
(3)生成的二氧化碳中碳元素的質(zhì)量為_______ g。
(4)該燃料中碳元素與氫元素的質(zhì)量比為_______。
(5)已知這種燃料的每個分子中含有一個氧原子,則該燃料的分子式為_______,結(jié)構(gòu)簡式為_______。
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【題目】實驗室用燃燒法測定某種氨基酸(CxHyOzNm)的分子組成。取Wg該種氨基酸放在純氧中充分燃燒,生成二氧化碳、水和氮氣。按下圖所示裝置進行實驗。
回答下列問題:
(1)實驗開始時,首先通入一段時間的氧氣,其理由是__________________。
(2)以上裝置中需要加熱的儀器有_______ (填寫字母),操作時應(yīng)先點燃_____處的酒精燈。
(3)A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________。
(4)D裝置的作用是____________________________。
(5)讀取氮氣的體積時,應(yīng)注意①_________________;②_________________。
(6)實驗中測得氮氣的體積為VmL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),為確定此氨基酸的分子式,還需要的有關(guān)數(shù)據(jù)有____________________。
A.生成二氧化碳氣體的質(zhì)量
B.生成水的質(zhì)量
C.通人氧氣的體積
D.氨基酸的相對分子質(zhì)量
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【題目】從古至今,鐵及其化合物在人類生產(chǎn)生活中的作用發(fā)生了巨大變化。
(1)古代中國四大發(fā)明之一的指南針是由天然磁石制成的,其主要成分是______(填字母序號)。
a.Fe b.FeO c.Fe3O4 d.Fe2O3
(2)硫酸渣的主要化學(xué)成分為:SiO2約45%,F(xiàn)e2O3約40%,Al2O3約10%,MgO約5%。用該廢渣制取藥用輔料——紅氧化鐵的工藝流程如下(部分操作和條件略):
回答下列問題:
①在步驟i中產(chǎn)生的有毒氣體可能有__________________。
②在步驟iii操作中,要除去的離子之一為Al3+。若常溫時Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,此時理論上將Al3+沉淀完全,則溶液的pH為____________。
③步驟iv中,生成FeCO3的離子方程式是_________________。
(3)氯化鐵溶液稱為化學(xué)試劑中的“多面手”,向氯化銅和氯化鐵的混合溶液中加入氧化銅粉末會產(chǎn)生新的沉淀,寫出該沉淀的化學(xué)式_________________。請用平衡移動的原理,結(jié)合必要的離子方程式,對此現(xiàn)象作出解釋:___________________。
(4)①古老而神奇的藍色染料普魯士藍的合成方法如下:
復(fù)分解反應(yīng)ii的離子方程式是________________。
②如今基于普魯士藍合成原理可檢測食品中CN-,方案如下:
若試紙變藍則證明食品中含有CN-,請解釋檢測時試紙中FeSO4的作用:
_____________________。
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