【題目】SO2的含量是衡量大氣污染的一個重要指標,工業(yè)上常采用催化還原法或吸收法處理SO2。利用催化還原SO2不僅可消除SO2污染,而且可得到有經(jīng)濟價值的單質(zhì)S。
(1)在復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。
己知CH4和S的燃燒熱(△H)分別為-890.3 kJ /mol和-297.2 kJ /mol,則CH4和SO2反應的熱化學方程式為 _________________________________________________。
(2)用H2還原SO2生成S的反應分兩步完成,如圖1所示,該過程中相關物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化關系如圖2所示:
①分析可知X為________(寫化學式), 0~t1時間段的溫度為_____, 0~t1時間段用SO2表示的化學反應速率為 ___________________________。
②總反應的化學方程式為__________________________________________________________。
(3)焦炭催化還原SO2生成S2,化學方程式為:2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g),恒容容器中,1 mol/LSO2與足量的焦炭反應,SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖3所示。
①該反應的△H _________________________ 0 (填“>”或“<”)
②計算700℃該反應的平衡常數(shù)為____________________ 。
【答案】CH4(g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l) △H=-295.9kJ/mol H2S 300℃ 2×10-3/t1mol/(Lmin) 2H2+SO2S+2H2O < 36.45mol/L
【解析】
(1)CH4的燃燒的熱化學反應方程式為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ·mol-1 ①,S燃燒的熱化學反應方程式為S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-297.2kJ·mol-1 ②,CH4和SO2反應的方程式為CH4+2SO2=2S+CO2+2H2O,
因此有①-2×②得出CH4(g)+SO2(g)=2S(s)+CO2(g)+2H2O(l) △H=(-890.3+2×297.2)kJ·mol-1=-295.9kJ·mol-1;
(2)①H2還原SO2發(fā)生反應:2H2+SO2=S+2H2O,圖1右側(cè),SO2→S,S元素的化合價降低,根據(jù)氧化還原反應特點,化合價有升高,必然有降低,因此推出X為H2S;0~t1時間,X的濃度達到最大,應是圖1左側(cè)反應,4H2+SO2=H2S+2H2O,溫度應為300℃;根據(jù)化學反應速率的表達式,v(SO2)=(3-1)/t1mol/(L·min);
②根據(jù)上述分析,總反應的化學方程式為2H2+SO2S+2H2O;
(3)①根據(jù)圖像,700℃SO2的轉(zhuǎn)化率達到最大,反應達到平衡,右側(cè)隨著溫度的升高,SO2的轉(zhuǎn)化率降低,根據(jù)勒夏特列原理,正反應為放熱反應,即△H<0;
②2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)
起始: 1 0 0
變化: 0.9 0.45 0.9
平衡: 0.1 0.45 0.9 化學平衡常數(shù)的表達式為K=[c(S2)×c2(CO2)]/c2(SO2),代入數(shù)值,得出K=36.45。
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【題目】現(xiàn)有一份澄清溶液, 可能含有 Na+、 K+、 NH4+、 Ca2+、 Fe3+、 SO42-、 CO32-、 SO32-、 Cl-、I-中的若干種, 且離子的物質(zhì)的量濃度均為 0.1 mol·L-1(不考慮水解和水的電離)。 往該溶液中加入過量的鹽酸酸化的 BaCl2 溶液, 無沉淀生成。 另取少量原溶液, 設計并完成如下實驗:
則關于原溶液的判斷中不正確的是
A. 是否存在 Na+、K+需要通過焰色反應來確定
B. 通過CCl4 層的顏色變化,也能判斷出原溶液中是否存在Fe3+
C. 雖然實驗過程引入了氯元素, 但不影響原溶液是否存在Cl-的判斷
D. 肯定不存在的離子是 Ca2+、Fe3+、SO42-、CO32-、Cl-
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【題目】在下列轉(zhuǎn)化關系中,烴A為石油的裂解氣里含是較高的氣體(碳元素的質(zhì)量分數(shù)為0.857),B分子中含有三元環(huán),分子式為C2H4O;1molD與足量Zn反應生成22.4LH2(標準狀況);E為六元環(huán)化合物。請回答下列問題:
(1)寫出A 的結(jié)構簡式____________。
(2)①的反應類型為___________。
(3)D物質(zhì)中含氧原子團的名稱為___________;寫出HOCH2CH2OH與金屬鈉反應的化學方程式___________。
(4)寫出反應②的化學方程式___________。
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【題目】在Zn+NH4NO3+2HNO3 =Zn(NO3)2+N2↑+3H2O的反應中,參加反應的鋅和被還原的硝酸根的物質(zhì)的量之比是( )
A.1∶3B.1∶1C.1∶2D.3∶1
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【題目】已知可逆反應aA+bBcC中,5分鐘時分別測得在不同溫度下物質(zhì)的含量A%和C%,繪制變化曲線如圖所示,下列說法正確的是( )
A. 該反應在T1、T3溫度時達到過化學平衡
B. 該反應在T2溫度時達到過化學平衡
C. 該反應的逆反應是放熱反應
D. 升高溫度,平衡會向正反應方向移動
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【題目】下列有關物質(zhì)轉(zhuǎn)化關系的說法中不正確的是
A. 圖1中甲可能是Fe,X可能是Cl2
B. 圖2中A可能為F2,C可能為O2
C. 圖2中A可能為Ca(OH)2,C可能為NaOH
D. 圖3中a可能為C,b可能為CO,c可能為CO2
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【題目】短周期主族元素X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,在周期表中Y分別與X、Z相鄰;卮鹣铝袉栴}:
(1)若X、Y和Z的單質(zhì)都為金屬,Y與Z左右相鄰,Z的單質(zhì)被稱為“國防金屬”。則Y的單質(zhì)在O2中燃燒產(chǎn)物中含有的化學鍵為____________________________。
(2)若X、Y和Z位于同一周期,高純度Y單質(zhì)常用于制造太陽能電池。則除去Y的氧化物中所含X氧化物雜質(zhì)的方法是________________過濾、洗滌、干燥。
(3)若X原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍,Z與Y同主族,則X、Y、Z的簡單氣態(tài)氫化物中,沸點最高的是________________。(填化學式)
(4)若Y的原子序數(shù)等于X的2倍,T是Z的氣態(tài)氫化物。
①寫出Z2X對應的水化物分子的電子式________________。
②M是短周期中原子半徑最大的元素,由M、X、Y元素組成的一種化合物與T的水溶液反應產(chǎn)生刺激性氣味的氣體,溶液變渾濁。寫出反應的離子方程式:____________。
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