【題目】SO2是危害最為嚴(yán)重的大氣污染物之一,SO2的含量是衡量大氣污染的一個重要指標(biāo)。工業(yè)上常采用催化還原法或吸收法處理SO2。催化還原SO2不僅可以消除SO2污染,而且可得到有價值的單質(zhì)S。
(1)在復(fù)合組分催化劑作用下,CH4可使SO2轉(zhuǎn)化為S,同時生成CO2和H2O。已知CH4和S的燃燒熱分別為890.3kJ/mol和297.2kJ/mol,CH4和SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________________。
(2)用H2還原SO2生成S的反應(yīng)分兩步完成,如圖1所示,該過程中相關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化關(guān)系如圖2所示:
①分析可知X為____________(寫化學(xué)式),0~t1時間段的溫度為_________,0~t1時間段用SO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率為________________________________。
②總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________。
(3)工業(yè)上可用Na2SO3溶液吸收SO2,該反應(yīng)的離子方程式為__________________________,比較Na2SO3溶液中各離子濃度的大小關(guān)系為__________________。
【答案】 CH4 (g)+2SO2 (g)=== CO2 (g)+2S (s)+2H2O(l) △H=-295.9 kJ/mol H2S 300℃ 2×10-3/t1 mol/(L· min) 2H2+SO2 === S+2H2O SO32- +SO2 + H2O === 2HSO3- c(Na+)>>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)
【解析】本題以消除大氣污染物SO2的各種方法討論為基礎(chǔ),主要考查蓋斯定律、熱化學(xué)方程式、質(zhì)量守恒定律、化學(xué)反應(yīng)速率計算、離子方程式、離子濃度大小比較等基礎(chǔ)知識,考查考生的讀圖能力、對化學(xué)反應(yīng)過程的綜合分析能力和化學(xué)知識的綜合運(yùn)用能力。
解析:(1)根據(jù)已知可得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol……①、S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-297.2 kJ/mol……②,CH4使SO2轉(zhuǎn)化為S的反應(yīng)原理是CH4+2SO2=2S+CO2+2H2O,反應(yīng)①-②×2得CH4(g)+2SO2(g)=2S(s)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-295.9 kJ/mol。正確答案:CH4(g)+2SO2(g)=2S(s)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-295.9 kJ/mol。(2)第一步300℃時,對應(yīng)圖2 的0~t1時間段,通過讀圖可知參加反應(yīng)的H2 6×10-3mol/L、SO2 (3-1)×10-3mol/L、生成X 2×10-3mol/L,因此反應(yīng)過程中這三種物質(zhì)的計量系數(shù)之比為3:1:1,既3H2+SO2→X……③。同理100~200℃反應(yīng)為2X+SO2→S……④。H2還原SO2生成S的同時產(chǎn)生H2O,既SO2+2H2=S+2H2O,所以反應(yīng)④參加反應(yīng)的O元素生成H2O,反應(yīng)④為2X+SO2=S+2H2O,根據(jù)質(zhì)量守恒定律X為H2S。0~t1時間段用SO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率為。正確答案:H2S、300℃、、SO2+2H2=S+2H2O。(3)Na2SO3吸收SO2反應(yīng)生成NaHSO3,反應(yīng)離子方程式為SO32-+SO2+H2O =2HSO3-。Na2SO3溶液中,Na2SO3=2Na++SO32-,SO32-+H2OHSO3-+OH-、HSO3-+H2OH2SO3+OH-, H2OH++OH-,其中SO32-水解只占總SO32-的一小部分,HSO3-水解只占第一步水解生成的總HSO3-的一小部分,且SO32-水解程度大于HSO3-。所以溶液中各離子濃度大小關(guān)系為c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)。正確答案:SO32-+SO2+H2O =2HSO3-、c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一體積可變的容器中,當(dāng)反應(yīng)2HI(g) H2(g)+I2(g)達(dá)到平衡時,欲使混合氣體的顏色加深,采取的措施不能達(dá)到此目的是( )
A. 恒容下充入HI(g) B. 恒容下充入H2(g) C. 恒容下充入I2(g) D. 減小容器體積
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【題目】下列有關(guān)說法正確的是( )
A.酸和堿發(fā)生反應(yīng)一定只生成鹽和水
B.根據(jù)溶液酸性強(qiáng)弱,將酸分成強(qiáng)酸和弱酸
C.利用丁達(dá)爾效應(yīng),可以鑒別溶液和膠體
D.鋁的單質(zhì)和氧化物,與所有酸和堿均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
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【題目】在某無色透明的酸性溶液中,能共存的離子組是( )
A.Na+、K+、SO42﹣、HCO3﹣
B.Cu2+、K+、SO42﹣、NO3﹣
C.Na+、K+、Cl﹣、NO3﹣
D.Fe3+、K+、SO42﹣、Cl﹣
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【題目】下列實驗操作中正確的是( )
A.過濾時,不可將懸濁液從燒杯中直接倒入漏斗中
B.蒸發(fā)操作時,應(yīng)使混合物中的水分完全蒸干后,才能停止加熱
C.分液操作時,現(xiàn)將分液漏斗中下層液體從下口放出,再將上層液體從下口放出
D.只要是液體混合物就可以用蒸餾來分離
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【題目】1mol某烴最多可以和6molCl2發(fā)生取代反應(yīng),此烴分子中含有的氫原子數(shù)目為
A.6B.12C.3D.無法確定
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【題目】常溫下,純水中存在電離平衡:H2OH++OH-。欲使水的電離平衡向正方向移動,并使c(H+)增大,應(yīng)加入的物質(zhì)是( )
A. H2SO4 B. AlCl3
C. NaHCO3 D. NaOH
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【題目】向平底燒瓶中放入氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2·8H2O]和氯化銨晶體,塞緊瓶塞。在瓶底和木板間滴少量水,如下圖所示,一會兒,就會發(fā)現(xiàn)瓶內(nèi)固態(tài)物質(zhì)變稀,有液體生成,瓶壁變冷,小木板因少量水結(jié)冰凍結(jié),而將燒瓶黏住,這時打開瓶塞,散發(fā)出來的氣體有氨味。這是自發(fā)地發(fā)生了反應(yīng):Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)===BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)。實驗中的下列結(jié)論正確的是( )
A. 自發(fā)反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)
B. 自發(fā)反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
C. 有的吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行
D. 吸熱反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行
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