硫元素的化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。
(1)400℃,1.01× Pa下,容積為1.0L的密閉容器中充入0.5molSO2, (g)和0.3 molO2 (g),發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-198kJ/mol。反應(yīng)中n(SO3)和n(O2)隨時(shí)間變化的關(guān)系如右圖所示。反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______;0到10 min內(nèi)用SO2表示的平均反應(yīng)速率_________。根據(jù)圖中信息,判斷下列敘述中正確的是_____(填序號)。

A.a(chǎn)點(diǎn)時(shí)刻的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)時(shí)刻的大 
B.c點(diǎn)時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) 
C.d點(diǎn)和e點(diǎn)時(shí)刻的c(O2)相同 
D.若5 00℃,1.01×105Pa下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),n( SO3) 比圖中e點(diǎn)時(shí)刻的值大 
(2)用NaOH溶液吸收工業(yè)廢氣中的SO2,當(dāng)吸收液失去吸收能力時(shí),25℃時(shí)測得溶液的pH=5.6,溶液中Na,H, HSO3,SO32離子的濃度由大到小的順序是__________________。
(3)可通過電解法使(2)中的吸收液再生而循環(huán)利用(電極均為石墨電極),其工作示意圖如下:

HSO3在陽極室反應(yīng)的電極反應(yīng)式為________________________,陰極室的產(chǎn)物_________________。

(共12分)(1)(6分)160 (mol·L-1-1(2分); 0.04 mol·L-1·min-1(2分);AC(2分)
(2)(2分)c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)
(3)(4分)HSO3-+H2O-2e=SO42-+3H+(2分)   H2、NaOH(2分)

解析試題分析:(1)根據(jù)圖像可知,反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),平衡時(shí)三氧化硫的物質(zhì)的量是0.4mol,其濃度是0.4mol/L,則
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始濃度(mol/L)   0.5      0.3       0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)   0.4     0.2        0.4
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)   0.1     0.1        0.4
所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==160
0到10 min內(nèi)用SO2表示的平均反應(yīng)速率0.4mol/L÷10min=0.04 mol·L-1·min-1。
A、a點(diǎn)時(shí)刻反應(yīng)物的濃度大于b點(diǎn)時(shí)刻反應(yīng)物的濃度,所以a點(diǎn)時(shí)刻的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)時(shí)刻的大,A正確;
B、c點(diǎn)時(shí)刻正逆反應(yīng)速率不相等,所以反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài),B不正確;
C、d點(diǎn)和e點(diǎn)時(shí)刻的平衡狀態(tài)都是相同的,所以c(O2)相同,C正確;
D、正方應(yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以若5 00℃,1.01×105Pa下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),n( SO3) 比圖中e點(diǎn)時(shí)刻的值小,D不正確,答案選AC。
(2)當(dāng)吸收液失去吸收能力時(shí),反應(yīng)中生成亞硫酸氫鈉。25℃時(shí)測得溶液的pH=5.6,這說明HSO3的電離程度大于HSO3的水解程度,所以溶液中Na,H, HSO3,SO32離子的濃度由大到小的順序是c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)。
(3)電解池陽極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。陰極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)。所以HSO3在陽極室反應(yīng)的電極反應(yīng)式為HSO3-+H2O-2e=SO42-+3H+。陰極是溶液中的氫離子得到電子,生成氫氣,同時(shí)破壞陰極周圍水的電離平衡,所以陰極產(chǎn)物是氫氣和氫氧化鈉。
考點(diǎn):考查電離平衡常數(shù)和反應(yīng)速率的有關(guān)計(jì)算;平衡狀態(tài)以及外界條件對平衡狀態(tài)的影響;溶液中離子濃度大小比較以及電化學(xué)原理的有關(guān)判斷和應(yīng)用等

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:填空題

在一個容積固定的反應(yīng)器中,有一可左右滑動的密封隔板,左、右兩側(cè)分別進(jìn)行如下可逆反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);
3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(g)+4H2(g)。左側(cè)中加入SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量分別為x mol、3.25mol、1mol;右側(cè)中加入9 mol的水蒸氣和適量的鐵粉(忽略鐵粉對容器體積的影響)。

當(dāng)x在一定范圍內(nèi)變化時(shí),均可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器的溫度,使兩側(cè)反應(yīng)都達(dá)到平衡,并且隔板恰好處于反應(yīng)器位置2處。請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?br />(1)若x=1.5,則左側(cè)反應(yīng)在起始時(shí)向__________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進(jìn)行。欲使反應(yīng)維持向該方向進(jìn)行,則x的取值范圍是________________。
(2)若x=2,則左側(cè)反應(yīng)在起始時(shí)向__________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進(jìn)行,平衡時(shí)混合氣中SO2所占的體積分?jǐn)?shù)為_________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題

合成氨的流程示意圖如下:

回答下列問題:
(1)工業(yè)合成氨的原料是氮?dú)夂蜌錃。氮(dú)馐菑目諝庵蟹蛛x出來的,通常使用的兩種分離方法是____________、____________;氫氣的來源是水和碳?xì)浠衔,寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)方程式________________________,__________________________。
(2)設(shè)備A中含有電加熱器,觸媒和熱交換器,設(shè)備A的名稱是________,其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________。
(3)設(shè)備B的名稱為________,其中m和n是兩個通水口,入水口是________(填“m”或“n”)。不宜從相反方向通水的原因是________________________________________。
(4)設(shè)備C的作用是____________________________________________。
(5)在原料氣制備過程中混有的CO對催化劑有毒害作用,欲除去原料氣中的CO,可通過如下反應(yīng)來實(shí)現(xiàn):
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
已知1 000 K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.627,若要使CO的轉(zhuǎn)化率超過90%,則起始物中c(H2O)∶c(CO)不低于________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題

某課外興趣小組對H2O2的分解速率做了如下實(shí)驗(yàn)探究。
⑴ 下表是該小組研究影響過氧化氫(H2O2)分解速率的因素時(shí)采集的一組數(shù)據(jù):
用10mL H2O2制取150mLO2所需的時(shí)間(秒)

① 該小組在設(shè)計(jì)方案時(shí),考慮了濃度、a:    、b:     等因素對過氧化氫分解速率的影響。
② 從上述影響H2O2分解速率的因素a和b中任選一個,說明該因素對該反應(yīng)速率的影響:
                                                                            。
⑵ 將質(zhì)量相同但聚集狀態(tài)不同的MnO2分別加入到5mL 5%的雙氧水中,并用帶火星的木
條測試。測定結(jié)果如下:

催化劑(MnO2
操作情況
觀察結(jié)果
反應(yīng)完成所需的時(shí)間
粉末狀
混合不振蕩
劇烈反應(yīng),帶火星的木條復(fù)燃
3.5分鐘
塊狀
反應(yīng)較慢,火星紅亮但木條未復(fù)燃
30分鐘
 
① 寫出H2O2發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式 _______________                  ______。
② 實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明催化劑作用的大小與________           _________有關(guān)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題


碳、氮和鋁的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要的作用。
(1)真空碳熱還原—氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下:
2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g)   △H=a kJ·mol1
3AlCl(g) =2Al(l)+AlCl3(g)                    △H=b kJ·mol1
反應(yīng)Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=      kJ·mol1(用含a、b的代數(shù)式表示);
(2)用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)  △H="Q" kJ·mol1在T1℃時(shí),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測得各物質(zhì)的濃度如下:

          時(shí)間(mol/L)
濃度(mol/L)
 0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.68
0.50
0.50
0.60
0.60
N2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
CO2
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
①0~10min內(nèi),NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=       ,T1℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=      ;
②30min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是      (填字母編號)。
a.通入一定量的NO            b.加入一定量的活性炭
c.加入合適的催化劑           d.適當(dāng)縮小容器的體積   
③若30min后升高溫度至T2℃,達(dá)到平衡時(shí),容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3:1:1,則Q        0(填“>”或“<”)。
④在恒容條件下,能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是     (填選項(xiàng)編號)。
a.單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol NO(g)的同時(shí)消耗n mol CO2(g) 
b.反應(yīng)體系的溫度不再發(fā)生改變
c.混合氣體的密度不再發(fā)生改變                
d.反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生改變
(3)鋁電池性能優(yōu)越,Al—Ag2O電池可用作水下動力電源,其原理如下圖所示:
           
請寫出該電池正極反應(yīng)式          ;常溫下,用該化學(xué)電源和惰性電極電解300ml硫酸銅溶液(過量),消耗27mg Al,則電解后溶液的pH=     (不考慮溶液體積的變化)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題

在1大氣壓390℃時(shí),可逆反應(yīng): 2NO2        2NO+O2達(dá)到平衡,此時(shí)平衡混合氣體的密度是相同條件下H2密度的19.6倍,求NO2的分解率。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題

甲醇被稱為2l世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上通過下列反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O為原料來制備甲醇:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ   CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ……Ⅱ。
(1)將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容積為100L反應(yīng)室,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)I,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖。

①已知100℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min,則用H2表示的平均反應(yīng)速率為          。
②圖中的P1    P2(填“<”、“>”或“=”),100℃時(shí)平衡常數(shù)的值為           。
(2)在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件下, 將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下,自發(fā)反應(yīng)Ⅱ,生成甲醇。
③該反應(yīng)的△H    0;若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是     。

A.升高溫度 B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大 D.再充入1mol CO和3mol H2
④為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。
實(shí)驗(yàn)編號
T(℃)
n(CO)/n(H2)
P(Mpa)
i
150
1/3
0.1
ii
 
 
5
iii
350
 
5
 
a.請?jiān)谏媳砜崭裰刑钊胧S嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。
b.根據(jù)反應(yīng)Ⅱ的特點(diǎn),在給出的坐標(biāo)圖中,補(bǔ)畫出在5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢曲線示意圖,并標(biāo)明壓強(qiáng)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題

工業(yè)上“固定”和利用CO2能有效地減輕“溫室’效應(yīng)。有一種用CO2生產(chǎn)甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =-49.0 kJ·mol-1
(1)在相同溫度和容積不變時(shí),能說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是    

A.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1
B.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
C.H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為3∶1
D.容器內(nèi)的密度保持不變
(2)一定溫度時(shí)將6 mol CO2和8 mol H2充入2L的密閉容器中,測得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示(實(shí)線)。圖中數(shù)據(jù)a(1,6)代表的意思是:在1 min時(shí)H2的物質(zhì)的量是6 mol。

① a點(diǎn)正反應(yīng)速率  逆反應(yīng)速率(填“大于”、“等于”或“小于”)。
② 僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件時(shí),測得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示,曲線Ⅰ對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是       ,曲線Ⅱ?qū)?yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是      。
③ 在題給圖中繪出加入催化劑對應(yīng)的曲線。
④ 結(jié)合圖給實(shí)線的數(shù)據(jù),計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。(寫出計(jì)算過程)
(3)甲醇可用以制燃料電池,常用KOH作電解質(zhì)溶液,負(fù)極的電極反應(yīng)式為:       。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用下列儀器組裝兩套完全相同的裝置定量探究濃度對反應(yīng)速率的影響。

(1)為達(dá)到本實(shí)驗(yàn)?zāi)康钠溲b置連接順序?yàn)椋篴連________,________連________.
(2)連接好裝置后的下一步操作是            
(3)錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                       
(4)兩套裝置的分液漏斗所裝的試劑分別為1mol/L硫酸和4mol/L硫酸,該小組同學(xué)要測定并記錄的數(shù)據(jù)如下表:

加入的試劑
H2的體積(相同條件下)
反應(yīng)時(shí)間
反應(yīng)速率
1mol/L硫酸酸
10mL
t1
v1
4mol/L硫酸
10mL
t2
v2
該小組同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果是:v1 小于v2,其定量依據(jù)是_______________________.
(5)另有一組同學(xué)測定了每隔一分鐘,錐形瓶中硫酸的濃度,記錄結(jié)果如下:

請?jiān)诮o定的坐標(biāo)圖中作出v(H2)-t的圖像.

請解釋0到4mim時(shí)該化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的原因:                                          .
(6)除上述實(shí)驗(yàn)方案可定量測定該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率外,還可能有的實(shí)驗(yàn)測定方案有:                      (任寫一種).

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同步練習(xí)冊答案