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一定條件下,通過下列反應可實現燃煤煙氣中硫的回收:
2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)   △H
(1)已知2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g)   △H1=—566kJ?mol—1
S(l) +O2(g)= SO2(g)   △H2=—296kJ?mol—1
則反應熱ΔH=          kJ?mol1。
(2)其他條件相同、催化劑不同時,SO2的轉化率隨反應溫度的變化如圖a。260℃時       (填Fe2O3、NiO或Cr2O3)作催化劑反應速率最快。Fe2O3和NiO作催化劑均能使SO2的轉化率達到最高,不考慮價格因素,選擇Fe2O3的主要優(yōu)點是              。

(3)科研小組在380℃、Fe2O3作催化劑時,研究了不同投料比[n(CO)∶n(SO2)]對SO2轉化率的影響,結果如圖b。請在答題卡坐標圖中畫出n(CO)∶n(SO2)="2∶1" 時,SO2轉化率的預期變化曲線。
(4)工業(yè)上還可用Na2SO3溶液吸收煙氣中的SO2:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某溫度下用1.0mol?L1 Na2SO3溶液吸收純凈的SO2,當溶液中c(SO32)降至0.2mol?L1時,吸收能力顯著下降,應更換吸收劑。
①此時溶液中c(HSO3)約為______mol?L1;
②此時溶液pH=______。(已知該溫度下SO32—+H+HSO3的平衡常數K="8.0" × 106 L?mol1,計算時SO2、H2SO3的濃度忽略不計)
(16分)
(1)—270  (3分)  
(2)Cr2O3  (3分) Fe2O3作催化劑時,在相對較低溫度可獲得較高SO2的轉化率,從而節(jié)約大量能源(3分)
(3)見下圖 (3分)

(4)①1.6  (2分)  ②6  (2分)

試題分析:(1)觀察熱化學方程式之間的關系,發(fā)現已知第1個熱化學方程式減去第2個熱化學方程式時,能夠約去O2(g)得到2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l),根據蓋斯定律,該反應熱ΔH=△H1—△H2=—270kJ?mol1;(2)讀圖a可知,260℃時平衡轉化率:Cr2O3> Fe2O3>NiO,由此推斷Cr2O3作催化劑時反應速率最快;讀圖可知,Fe2O3和NiO作催化劑均能使SO2的轉化率達到最高,當SO2的轉化率相同時,反應溫度:Fe2O3<NiO,所以Fe2O3作催化劑時的主要優(yōu)點是在相對較低溫度可獲得較高SO2的轉化率,從而節(jié)約大量能源;(3)讀圖b可知,其他條件相同時,增大n(CO)∶n(SO2)的比值,就是增大CO或反應物濃度,既能增大反應速率,縮短達到平衡的時間,還使平衡向正反應反應方向移動,使SO2的轉化率增大,由于圖a中380℃時SO2的轉化率最高,所以n(CO)∶n(SO2)的比值為2∶1變?yōu)?∶1時,SO2的平衡轉化率基本上完全相同,只是達到平衡的時間縮短,由此可以在圖b中畫出有關溫度對反應速率和平衡移動的影響圖像;(4)依題意,Na2SO3、NaHSO3都是強電解質,可以推斷反應物和生成物的起始濃度、變化濃度、更換試劑時濃度,則:
SO32—+SO2+H2O=2HSO3
起始濃度(mol/L)          1.0               0
變化濃度(mol/L)          0.8              1.6
更換試劑時濃度(mol/L)    0.2              1.6
則更換試劑時,c(HSO3)=1.6mol/L
由于SO32—+H+HSO3的平衡常數K= c(HSO3)/[ c(SO32—)? c(H+)],則c(H+)= c(HSO3)/[ c(SO32—)?K)],由于c(HSO3)=1.6mol/L,c(SO32—)=0.2mol/L,該溫度下K="8.0" × 106 L?mol1,則c(H+)=1.6/(0.2×8.0 × 106) mol/L=10—6 mol/L;由于溶液的pH="—lg" c(H+)=—(—6)=6。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:計算題

甲烷和氨在國民經濟中占有重要地位。
(1)制備合成氨原料氣H2,可用甲烷蒸汽轉化法,主要轉化反應如下:
CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)   ΔH =" +206.2" kJ/mol
CH4(g) + 2H2O(g)  CO2(g) +4H2(g)  ΔH = +165.0kJ/mol
上述反應所得原料氣中的CO能使氨合成催化劑中毒,必須除去。工業(yè)上常采用催化劑存在下CO與水蒸氣反應生成易除去的CO2,同時又可制得等體積的氫氣的方法。此反應稱為一氧化碳變換反應,該反應的熱化學方程式是                 。
(2)工業(yè)生產尿素的原理是以NH3和CO2為原料合成尿素[CO(NH2)2],反應的化學方程式為:2NH3 (g)+ CO2 (g) CO(NH2)2 (l) + H2O (l),該反應的平衡常數和溫度關系如下:
T / ℃
165
175
185
195
K
111.9
74.1
50.6
34.8
 
① 反應熱ΔH(填“>”、“<”或“=”)_______0。
② 在一定溫度和壓強下,若原料氣中的NH3和CO2的物質的量之比(氨碳比),下圖是氨碳比(x)與CO2平衡轉化率(α)的關系。求圖中的B點處,NH3的平衡轉化率。

(3)已知甲烷燃料電池的工作原理如下圖所示。該電池工作時,a口放出的物質為_________,該電池正極的電極反應式為:____          ,工作一段時間后,當3.2g甲烷完全反應生成CO2時,有         mol 電子發(fā)生轉移。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

工業(yè)上生產金屬鈦的方法很多。以鈦鐵礦(主要成分FeTiO3,鈦酸亞鐵)為主要原料冶煉金屬鈦,生產的工藝流程圖如下,其中鈦鐵礦與濃硫酸發(fā)生反應的化學方程式為:
FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O
 
回答下列問題:
(1)鈦鐵礦和濃硫酸反應屬于______________________ (選填“氧化還原反應”或“非氧化還原反應”)。
(2)上述生產流程中加入物質A的目的是防止Fe2被氧化,物質A是________,上述制備TiO2的過程中,所得到的副產物和可回收利用的物質分別是__________、___________。
(3)反應TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti在Ar氣氛中進行的理由是_______________。
(4)由二氧化鈦制取四氯化鈦所涉及的反應有:
TiO2 (s)+ 2Cl2 (g) +2C(s) =TiCl4(g) + 2CO(g)    ΔH1 = -72 kJ?mol-1 
TiO2(s) + 2Cl2 (g) =TiCl4(g) + O2 (g)   ΔH2 =+38.8kJ?mol-1
C(s)+CO2(g)=2CO(g)?   ΔH3 =+282.8kJ?mol-1
①反應C(s)+CO2(g)=2CO(g)在高溫下能夠自發(fā)進行的原因是______________________。
②反應C(s)+O2(g)=CO2 (g)的ΔH=_______________。
(5)研究發(fā)現,可以用石墨作陽極、鈦網作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質,利用下圖所示裝置獲得金屬鈣,并以鈣為還原劑,還原二氧化鈦制備金屬鈦。①寫出陽極所發(fā)生反應的電極反應式:________________________________。

②在制備金屬鈦前后,CaO的總量不變,其原因是(請結合化學用語解釋)                                                                              。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列關于各圖的敘述中,正確的是

A.圖甲表示1mol H2 (g)完全燃燒生成水蒸氣吸收241.8 kJ熱量
B.圖甲表示2 mol H2(g)所具有的能量比2 molH2O(g)所具有的能量多483.6 kJ
C.圖乙表示常溫下稀釋HA、HB兩種酸的稀溶液時,溶液pH隨加水量的變化,則同溫、同濃度的NaA溶液的pH小于NaB溶液的pH
D.圖乙中起始時HA的物質的量濃度大于HB

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有者重要作用。請回答下列問題:

(1)圖1是1molNO2和1molCO反應生成CO2和NO過程中能星變化示意圖(a、b均大于0,)且知:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-ckJ·mol-1(c>0)
請寫出CO將NO2還原至N2時的熱化學方程式____________;
(2)圖2是實驗室在三個不同條件的密閉容器中合成氨時,N2的濃度隨時間的變化曲線(以a、b、c表示)。已知三個條件下起始加入濃度均為:c(N2)=0.1mol·L-1,c(H2)=0.3mol·L-1;合成氨的反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0
①計算在a達平衡時H2的轉化率為______;
②由圖2可知,b、c各有一個條件與a不同,則c的條件改變可能是______;
試寫出判斷b與a條件不同的理由____________;
(3)利用圖2中c條件下合成氨(容積固定)。已知化學平衡常數K與溫度(T)的關系如下表:

①試確定K1的相對大小,K1______4.1x106(填寫“>”“-”或“<”)
②下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據的 是______(填序號字母)。
A.容器內NH3的濃度保持不變  B.2v(N2)(正)=v(H2)(逆)
C.容器內壓強保持不變   D.混合氣體的密度保持不變
(4)①NH4Cl溶液呈酸性的原因是(用離子反應方程式表示 )______。
②250C時,將pH=x氨水與pH=y的疏酸(且x+y=14,x>11)等體積混合后,所得溶液中各種離子的濃度關系正確的是
A.[SO42-]>[NH4+]>[H+]>[OH-]
B.[NH4+]>[SO42-]>[OH-]>[H+]
C.[NH4+]+[H+]>[OH-]+[SO42-]
D.[NH4+]>[SO42-]>[H+]>[OH-]

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列說法正確的是:(    )
A.在100 ℃.101 kPa條件下,液態(tài)水的氣化熱為40.69 kJ·mol-1,則H2O(g)H2O(l) 的ΔH ="+" 40.69 kJ·mol-1
B.已知MgCO3的Ksp = 6.82 × 10-6,則所有含有固體MgCO3的溶液中,都有c(Mg2+) = c(CO32-),且c(Mg2+) · c(CO32-)= 6.82 × 10-6
C.常溫下,在0.10 mol·L-1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶體,能使NH3·H2O的電離度降低,溶液的pH減小
D.已知:
共價鍵
C-C
C=C
C-H
H-H
鍵能/ kJ·mol-1
348
610
413
436
 
則可以計算出反應的ΔH為-384 kJ·mol-1

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:計算題

I.高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法,發(fā)生的主要反應為:
Fe2O3(s) + 3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)             △H
(1)已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨)="2Fe(s)" + 3CO(g)   △H1
②C(石墨)+ CO2(g) = 2CO(g)  △H2
則△H___________________(用含△H、△H2的代數式表示)。
(2)高爐煉鐵反應的平衡常數表達式K=____________________________。
(3)在某溫度時,該反應的平衡常數K=64,在2L恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質,反應經過一段時間后達到平衡。
 
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
1.5
1.0
1.0
 
①甲容器中CO的平衡轉化率為_______________________。
②下列說法正確的是____________________(填編號)。
A.若容器壓強恒定,反應達到平衡狀態(tài)
B.若容器內氣體密度恒定,反應達到平衡狀態(tài)
C.甲容器中CO的平衡轉化率大于乙的
D.增加Fe2O3就能提高CO的轉化率
II.納米MgO可用尿素與氯化鎂合成。某小組研究該反應在溫度為378~398K時的反應時間、反應物配比等因素對其產率的影響。請完成以下實驗設計表:
編號
溫度/K
反應時間/h
反應物物質的量配比
實驗目的

378
4
3∶1
實驗②和④探究________
______________________
實驗②和__________探究
反應時間對產率的影響。

378
4
4∶1

378
3
_______

398
4
4∶1
 
下圖為溫度對納米MgO產率(曲線a)和粒徑(曲線b)的影響,請歸納出溫度對納米MgO制備的影響規(guī)律(寫出一條):                                                                           
___________________________________________。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

燃煤廢氣中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等氣體,常用下列方法處理,以實現節(jié)能減排、廢物利用等。
(1)對燃煤廢氣進行脫硝處理時,常利用甲烷催化還原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=-1160 kJ·mol-1
則CH4(g)將NO2(g)還原為N2(g)等的熱化學方程式為              。
(2)將燃煤廢氣中的CO2轉化為甲醚的反應原理為:
2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定壓強下,該反應在不同溫度、不同投料比時,CO2的轉化率見下表:
投料比[n(H2) / n(CO2)]
500 K
600 K
700 K
800 K
1.5
45%
33%
20%
12%
2.0
60%
43%
28%
15%
3.0
83%
62%
37%
22%
①若溫度升高,則反應的平衡常數K將             (填“增大”、“減小”或“不變”。下同);若溫度不變,提高投料比[n(H2) / n(CO2)],則K將             。
②若用甲醚作為燃料電池的原料,請寫出在堿性介質中電池負極的電極反應式
                                      。若通入甲醚(沸點為-24.9 ℃)的速率為1.12 L·min-1(標準狀況),并以該電池作為電源電解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL,則通電30 s后理論上在陰極可析出金屬銅     g。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

已知:Fe2O3(s) + C(s) = CO2(g) + 2 Fe(s)  ΔΗ="+234.1" kJ·mol-1
C(s) + O2(g) = CO2(g)                  ΔΗ="-393.5" kJ·mol-1
則2 Fe(s)+ O2(g) = Fe2O3(s) 的ΔΗ是:
A.-169.4kJ·mol-1B.-627.6 kJ·mol-1
C.-744.7 kJ·mol-1D.-824.4 kJ·mol-1

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