题目内容

硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用。
（1）SO2Cl2常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。已知：SO2Cl2(g)SO2(g)＋Cl2(g) △H＝＋97.3 kJ·mol－1。某温度时向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0. 20mol SO2Cl2，达到平衡时，容器中含0.18mol SO2，则此过程反应吸收的热量为_____kJ，该温度时反应的平衡常数为_____。将上述所得混合气体溶于足量BaCl2溶液中，最终生成沉淀的质量为_______。
（2）工业上制备硫酸的过程中存在反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－198kJ·mol－1400℃，1.01×105Pa，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量 SO2和O2，n(SO3)和n(O2)随时间的变化曲线如图所示。

①0～20min反应的平均速率υ(O2)＝___________。
②下列叙述正确的是        。
a．A点υ正(SO2)＞υ逆(SO2)
b．B点处于平衡状态
c．C点和D点n(SO2)相同
d．其它条件不变，500℃时反应达平衡，n(SO3)比图中D点的值大
（3）工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。将烟气通入1.0 mol·L－1的Na2SO3溶液，当溶液pH约为6时，Na2SO3溶液吸收SO2的能力显著下降，应更换吸收剂。此时溶液中c (SO32－)的浓度是0.2 mol·L－1，则溶液中c(HSO3－)是_________mol·L－1。

（17分）（1）17.5（3分） 1.62（3分） 46.6g（3分）
（2）0.02mol(L·min) （3分） ac（2分） （3）1.6mol/L（3分）

解析试题分析：（1）达到平衡时，容器中含0.18mol SO2，则根据热化学方程式可知，此过程反应吸收的热量为97.3 kJ·mol－1×0.18mol＝17.5kJ。根据方程式可知
SO2Cl2(g)SO2(g)＋Cl2(g)
起始浓度（mol/L）    0.20          0       0
转化浓度（mol/L）   0.18         0.18     0.18
平衡浓度（mol/L）   0.02         0.18     0.18
所以该温度下反应的平衡常数K＝＝1.62。
所得混合气体溶于足量BaCl2溶液中，发生反应SO2＋Cl2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl，所以促使平衡持续向正反应方向进行，因此最终生成沉淀的物质的量是0.20mol，则硫酸钡的质量为0.20mol×232g/mol＝46.6g。
（2）①根据图像可知20min时三氧化硫的物质的量是1.6mol，则消耗氧气的物质的量是0.8mol，浓度是0.4mol/L，所以0～20min反应的平均速率υ(O2)＝0.4mol/L÷20min＝0.02mol(L·min)；
②a．根据图像可知A点反应没有达到平衡状态，平衡向正反应方向进行，则υ正(SO2)＞υ逆(SO2)，a正确；b．B点物质的浓度仍然是变化的，反应没有处于平衡状态，b不正确；c．C点和D点均是相同条件下的平衡状态，因此n(SO2)相同，c正确；d．正方应是放热反应，其它条件不变，升高温度平衡向逆反应方向移动，所以500℃时反应达平衡，n(SO3)比图中D点的值小，d不正确，答案选ac。
（3）溶液中c (SO32－)的浓度是0.2 mol·L－1，则消耗c (SO32－)的浓度＝1.0mol/L－0.2mol/L＝0.8mol/L，因此根据方程式SO32－＋SO2＋H2O＝2HSO3－可知溶液c(HSO3－)＝0.8mol/L×2＝1.6mol/L。
考点：考查反应热、反应速率、平衡常数的有关计算；外界条件对平衡状态的影响以及溶液中离子浓度和沉淀生成的有关计算

练习册系列答案
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随着大气污染的日趋严重，“节能减排”，减少全球温室气体排放，研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具体有重要意义。
（1）如图是在101 kPa，298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中的能量变化示意图。

已知：

请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方
程式：                             。
（2）将0.20 mol N02和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应，在不同条件下，反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。

①下列说法正确的是          （填序号）。
a．容器内的压强不发生变化说明该反应达到乎衡
b．当向容器中再充人0． 20 mol NO时，平衡向正反应方向移动，K增大
c．升高温度后，K减小，N02的转化率减小
d．向该容器内充人He气，反应物的体积减小，浓度增大，所以反应速率增大
②计算产物NO在0～2 min内平均反应速率v（NO）=         mol·L-1·min-1
③第4 min时改变的反应条件为      （填“升温’’、“降温’’）。
④计算反应在第6 min时的平衡常数K=      。若保持温度不变，此时再向容器中充人CO、NO各0．060 mol，平衡将           移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。
（3）有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极反应式为       ，当有0.25 mol SO2被吸收，则通过质子（H+）交换膜的H+的物质的量为     mol。

工业上常常利用反应①来生产环氧乙烷，但是伴随副反应②。
①C2H4(g)+O2(g) →; △H1   ②C2H4(g)+3O2(g) → 2CO2(g)+2H2O(g); △H2
（1）写出环氧乙烷充分燃烧的热化学反应方程式。答：____________________________；
（2）工业生产中，可通过某一措施来加快反应①而对反应②影响较小，从而提高环氧乙烷的生产效率。工业生产采取的这种措施是_______________。
A．升高反应体系的温度B．增大体系中氧气的浓度
C．使用合适的催化剂D．降低反应体系的压强
（3）已知C=C、O=O、C—C键能分别为a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1，则环氧乙烷中C—O键能为            kJ·mol-1；
（4）反应②可以设计成燃料电池，若以酸做电解质溶液，负极反应式是                。

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度
250 ℃
300 ℃
350 ℃
K
2.041
0.270
0.012
 
由表中数据判断，ΔH1______0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L－1，则CO的转化率为________，此时的温度为________(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(g)    ΔH1＝－1 275.6 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)    ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1
③H2O(g)=H2O(l)　ΔH3＝－44.0 kJ·mol－1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：
__________________________________________________________。

“氢能”是人类未来最理想的新能源之一。
（1）实验测得，1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为__________________________。
（2）利用核能把水分解制氢气，是目前正研究的课题。如图是其中的一种流程，流程中用了过量的碘（提示：反应②的产物是O2、SO2和H2O）。
完成下列反应的化学方程式：反应①________________；反应②________________。此法制取氢气的最大优点是____________________。

研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
①已知：Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g) △H 1 =" +489.0" kJ·mol－1
C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g)  △H 2 =" +173.0" kJ·mol－1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为                                 。
②某含C、H、O三种元素的有机物A，经测定碳的质量分数为52.16%，氢的质量分数13.14%，它可以作燃料电池（以KOH溶液为电解液）的原料，写出该电池的负极反应式                       。
（2）某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，发生反应：
CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g) △H =－49.0 kJ·mol－1
回答问题：
①该反应的平衡常数表达式为                        。
②把0.5mol的CO2和1.5mol的H2充入2L的密闭容器中，半分钟后测得c（H2）=0.15mol/L,用CH3OH表示该反应的速率：v(CH3OH)=               
③如图，在反应体系中加入催化剂，反应速率增大,E2的变化是         （填“增大”， “减小”或“不变”）

某实验小组用燃烧分析法测定某有机物中碳和氢等元素的含量，随后又对其进行了性质探究。将已称量的样品置于氧气流中，用氧化铜作催化剂，在高温条件下样品全部被氧化为水和二氧化碳，然后分别测定生成的水和二氧化碳。实验可能用到的装置如下图所示，其中A、D装置可以重复使用。

请回答下列问题：
（1）请按气体流向连接实验装置B→        →C→A→D→        （用装置编号填写）。
（2）B装置中制O2时所用的药品是                                            。实验中，开始对C装置加热之前，要通一段时间的氧气，目的是                                    ；停止加热后，也要再通一段时间的氧气，目的是                                   .。
（3）已知取2.3g的样品X进行上述实验，经测定A装置增重2.7g，D装置增重4.4g。试推算出X物质的实验式                          。
（4）该小组同学进一步实验测得：2.3g的 X与过量金属钠反应可放出560mLH2（已换算成标准状况下），且已知X分子只含一个官能团。查阅资料后，学生们又进行了性质探究实验：实验一：X在一定条件下可催化氧化最终生成有机物Y；实验二：X与Y在浓硫酸加热条件下生成有机物Z。则：①写出实验二中反应的化学方程式                                      。
② 除去Z中混有的Y所需的试剂和主要仪器是             、             。
（5）若已知室温下2.3g液态X在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时可放出68.35kJ的热量，写出X在氧气中燃烧的热化学方程式                                         。

据《辽沈晚报》报道，今年冬天，一旦出现大气严重污染的天气，沈阳市有可能建议政府机关、企事业单位根据实际情况实行员工休假或弹性工作制。大气含有的CO、氮氧化物、SO2、烟尘等污染是导致雾霾天气的原因之一，化学反应原理是减少和控制雾霾天气的理论依据。
（1）CO2经常用氢氧化钠来吸收，现有0.4molCO2，若用200ml 3mol/LNaOH溶液将其完全吸收，溶液中离子浓度由大到小的顺序为：                           
（2） CO可制做燃料电池，以KOH溶液作电解质，向两极分别充入CO和空气，工作过程中，，负极反应方程式为：___________________。
（3） 利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42－，从而实现对SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4)。已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ ＝4Fe3+ + 2H2O，则另一反应的离子方程式为                              ；
（4）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为              。
（5）已知在常温常压下：
①CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(g) △H=" -359.8" kJ·mol－1
② 2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ?△H=" -556.0" kJ·mol－1
③ H2O(g)=H2O(l)?△H=" -44.0" kJ·mol－1
写出体现甲醇燃烧热的热化学方程式                                      。

“低碳循环”已引起各国家的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为化学家研究的主要课题。
（1）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：

实验组
温度℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需
时间/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1．6
2．4
6
2
900
2
1
0．4
1．6
3
3
900
a
b
c
d
t
 
①实验2条件下平衡常数K=           。
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值_______(填具体值或取值范围)。
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol，则此时V正    V逆（填“<” ，“>” ，“=”）。
（2）已知在常温常压下：
①2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(g)   ΔH＝－1275.6 kJ／mol
②2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g)  ΔH＝－566.0 kJ／mol
③H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：____________
（3）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC2O4）溶液显酸性。常温下，向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系               ；
（4）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为       _______________mol/L。
（5）以二甲醚（CH3OCH3）、空气、H2SO4为原料，铂为电极可构成燃料电池，其工作原理与甲烷燃料电池的原理相似。请写出该电池负极上的电极反应式：         。

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