工業(yè)制硫酸時(shí),利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個(gè)關(guān)鍵步驟。

(1)某溫度下,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  △H=-197 kj/mol。開(kāi)始時(shí)在10 L的密閉容器中加入4.0 mol SO2(g)和10.0 mol O2(g),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出197kJ的熱量,該溫度下的平衡常數(shù)K=    ,升高溫度K將    (填“增大、減小或不變”)。

(2)一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2mol SO2和1mol O2,發(fā)生下列反應(yīng):

2SO2(g)+O2(g)       2SO3(g),達(dá)到平衡后,改變下述條件,SO2、O2、SO3的平衡濃度都比原來(lái)增大的是    (填字母)。

A.恒溫恒容,充入2mol SO3    B.恒溫恒容,充入2mol N2

C.恒溫恒壓,充入1 mol SO3   D.升高溫度

(3)在一密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),化學(xué)興趣小組的同學(xué)探究了其他條件不變時(shí),改變某一條件時(shí)對(duì)上述反應(yīng)的影響,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了下列關(guān)系圖。下列判斷中正確的是    (填字母)。

A.圖Ⅰ研究的是不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,且乙使用的催化劑效率較高

B.圖Ⅱ研究的是壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且甲的壓強(qiáng)較高

C.圖Ⅱ研究的是溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且乙的溫度較低

D.圖Ⅲ研究的是不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,且甲使用的催化劑效率較高

(4)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)想如下圖所示裝置用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸,寫(xiě)出通入SO2的電極的電極反應(yīng)式:    。

(5)焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa時(shí):

SO2(g)+O2(g)2SO3(g)    △H1=-197 kJ/mol;

H2O(g)=H2O(1)    △H2=-44 kJ/mol:

2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(1)  H3=-545 kJ/mol。

寫(xiě)出SO3(g)與H2O(1)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是   

(6)由硫酸可制得硫酸鹽.在一定溫度下,向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液,當(dāng)兩種沉淀共存時(shí),SO42-和CO32-的濃度之比    。[已知該溫度時(shí),Ksp(BaSO4)=1.3x10-10,KsP(BaCO3)=5.2x10-9]。

 

【答案】

(1)10/9 (2分)  減。2分)

(2)A(2分) 

(3)CD(2分)

(4)SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+(2分)

(5)SO3(g) + H2O(1)  H2SO4(l)       △H1= -130kJ/mol;(3分) 

(6)1:40(2分)

【解析】

試題分析:(1)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)共放出197kJ的熱量,根據(jù)熱化學(xué)方程式可知反應(yīng)了2.0mol SO2和1.0mol O2,

根據(jù)三段式進(jìn)行計(jì)算: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

起始濃度(mol•L‾1)   0.4       1            0

轉(zhuǎn)化濃度(mol•L‾1)   0.2      0.1           0.2

平衡濃度(mol•L‾1)   0.2      0.9           0.2

該溫度下的平衡常數(shù)K= 0.22÷(0.22×0.9)=10/9;因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向左移動(dòng),所以K將減小。

(2)A、保持溫度和容器體積不變,充入2mol SO3,平衡向逆反應(yīng)分析移動(dòng),則SO2、O2、SO3氣體平衡濃度都比原來(lái)增大,正確;B、保持溫度和容器體積不變,充入2mol N2,對(duì)平衡移動(dòng)沒(méi)有影響,各物質(zhì)的濃度不變,錯(cuò)誤;C、保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1mol SO3,處于等效平衡狀態(tài),濃度不變,錯(cuò)誤;D、升高溫度,平衡向逆反應(yīng)分析移動(dòng),SO3的濃度減小,錯(cuò)誤。

(3)A、催化劑不影響平衡,SO3的濃度相等,與圖像不符合,錯(cuò)誤;B、甲的反應(yīng)速率快,所以甲的壓強(qiáng)大,平衡向右移動(dòng),SO2的轉(zhuǎn)化率大,與圖像不符合,錯(cuò)誤;C、甲的反應(yīng)速率快,所以甲的溫度高,平衡向左移動(dòng),SO2的轉(zhuǎn)化率小,與圖像符合,正確;D、催化劑加快反應(yīng)速率,不影響平衡,與圖像符合,正確。

(4)依據(jù)圖中所示裝置,二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng),在水溶液中轉(zhuǎn)化為硫酸;電極反應(yīng)為:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+

(5)首先寫(xiě)出SO3與水反應(yīng)的化學(xué)方程式并注明狀態(tài),然后根據(jù)蓋斯定律求出反應(yīng)熱,∆H=-1/2∆H1-∆H2+1/2∆H3=-130kJ•mol‾1,即可寫(xiě)出熱化學(xué)方程式。

(6)c(SO42‾):c(CO32‾)=Ksp(BaSO4)/c(Ba2+):Ksp(BaCO3)/c(Ba2+)=Ksp(BaSO4)/Ksp(BaCO3)=1:40

考點(diǎn):本題考查平衡常數(shù)的計(jì)算、平衡移動(dòng)、圖像的分析、電極方程式的書(shū)寫(xiě)、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、Ksp的計(jì)算。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

某工廠生產(chǎn)硼砂過(guò)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(yáng)離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)上表,請(qǐng)回答下列問(wèn)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(rèn)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(xiě)出兩條).
(2)以MgCO3和MgSiO3為例,寫(xiě)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(guò)pH計(jì)控制溶液的pH
通過(guò)pH計(jì)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(shí)驗(yàn)室中從Mg(OH)2獲得無(wú)水MgCl2的操作如下:把Mg(OH)2溶解在過(guò)量的
鹽酸
鹽酸
(填寫(xiě)試劑的名稱(chēng))中;加熱濃縮,冷卻結(jié)晶,
過(guò)濾
過(guò)濾
,
洗滌
洗滌
(填操作名稱(chēng))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(xiě)具體操作),即可得到無(wú)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(jì)量數(shù)比混合制備Mg(ClO32.簡(jiǎn)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(guò)加熱蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)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(guò)加熱蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾,將Mg(ClO22與NaCl分離,制得Mg(ClO22;

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2012?長(zhǎng)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(shí),粗鹽溶于水過(guò)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(hào))洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl,選用的試劑為
.(填序號(hào))(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(guò),不允許氫氧根與氯離子通過(guò))法電解飽和食鹽水示意圖,電解槽陽(yáng)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(jìn)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(dá)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(lái)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(shí)驗(yàn)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(hào))和制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置
d
d
(填代號(hào)).
可選用制備氣體的裝置:

(4)采用無(wú)膜電解槽電解飽和食鹽水,可制取氯酸鈉,同時(shí)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(guò)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(yáng)離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)上表,請(qǐng)回答下列問(wèn)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(shí)間
適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、增加浸出時(shí)間
(要求寫(xiě)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(jì)量數(shù)比混合制備Mg(ClO32.簡(jiǎn)述可制備Mg(ClO32的原因:
在某一溫度時(shí),NaCl最先達(dá)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(shí),NaCl最先達(dá)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(jìn)行制備實(shí)驗(yàn).在冷卻降溫析出Mg(ClO32過(guò)程中,常伴有NaCl析出,原因是:
降溫前,溶液中NaCl已達(dá)飽和,降低過(guò)程中,NaCl溶解度會(huì)降低,會(huì)少量析出;
降溫前,溶液中NaCl已達(dá)飽和,降低過(guò)程中,NaCl溶解度會(huì)降低,會(huì)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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