题目内容
【题目】严重的雾霾天气,给人们的出行及身体造成了极大的危害,研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的形成及处理具有重要意义。
(1)500℃时,在催化剂存在条件下,分别将2molSO2和1molO2置于恒压容器甲和恒容容器乙中(两容器起始容积相同),充分反应,二者均达到平衡后:
①两容器中SO2的转化率关系是甲_____乙(填“>”、“<”或“=”)。
②在容器乙中,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率提高的是____(填字母)。
a.温度和容器体积不变,充入1.0molHe b.温度和容器体积不变,充入1.0molO2
c.在其他条件不变时,充入1molSO3 d.在其他条件不变时,改用高效催化剂
(2)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
①在钠碱循环法中,Na2SO3溶液可作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是_______________。
②吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91:9 | 1:1 | 9:91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
由上表判断,NaHSO3溶液显_____性(填“酸”、“碱”或“中”),用化学平衡原理解释:________。
(3)用CH4催化剂还原NO2可以消除氮氧化的污染,例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
若用标准状况下4.48CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为_____(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为_______kJ。
(4)工业上合成氨所需氢气的制备过程中,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g) △H<0。一定条件下,将CO(g)与H2O(g)以体积比为1:2置于密闭容器中发生上述反应,达到平衡时测得CO(g)与H2O(g)体积比为1:6.则平衡常数K=______(计算结果保留两位小数)。
【答案】 > b 2OH-+SO2=SO32-+HO2 酸性 HSO3-存在HSO3-H++SO32-和HSO3-+H2OH2SO3+OH-,HSO3-的电离程度大于水解程度 1.60NA(或1.6NA) 173.4 2.67
【解析】试题分析:本题考查化学平衡常数的计算,外界条件对化学平衡的影响,反应热的计算,弱酸酸式盐溶液酸碱性的判断。
(1)①SO2发生催化氧化反应的方程式为2SO2+O22SO3,该反应的正反应为气体分子数减小的反应,甲为恒压容器,建立平衡过程中容器的体积减小,甲相当于在乙达平衡后增大压强,增大压强平衡向正反应方向移动,反应物的转化率增大,两容器中SO2的转化率:甲乙。
② a项,温度和容器体积不变,充入1.0molHe,各物质的浓度不变,平衡不发生移动,SO2的转化率不变;b项,温度和容器体积不变,充入1.0molO2,增大O2的浓度,平衡向正反应方向移动,SO2的转化率增大;c项,在其他条件不变时,充入lmolSO3,增大SO3浓度,平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率减小;d项,在其他条件不变时,改用高效催化剂,平衡不发生移动,SO2的转化率不变;能使SO2转化率提高的是b,答案选b。
(2)①SO2属于酸性氧化物,与NaOH反应生成Na2SO3和H2O,反应的化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O。
②NaHSO3溶液中S元素主要以HSO3-形式存在,HSO3-微弱发生电离,n(HSO3-):n(SO32-)1:1,根据表中数据,NaHSO3溶液呈酸性。原因是:在NaHSO3溶液中既存在HSO3-的电离平衡HSO3-H++SO32-,又存在HSO3-的水解平衡HSO3-+H2OH2SO3+OH-,且HSO3-的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性。
(3)将反应编号:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mo1-1(①式)
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-1(②式)
应用盖斯定律,将(①式+②式)2得,CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)ΔH=(-574kJ/mol-1160kJ/mol)2=-867kJ/mol,CH4还原NO2至N2的热化学方程式为:CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)ΔH=-867kJ/mol,在该反应中C元素的化合价由CH4中的-4价升至CO2中的+4价,消耗1molCH4转移8mol电子,n(CH4)==0.2mol,标准状况下4.48LCH4反应转移1.6mol电子,转移电子数为1.6NA。放出的热量为867kJ/mol0.2mol=173.4kJ。
(4)用三段式,设CO(g)、H2O(g)起始物质的量浓度依次为amol/L、2amol/L,从起始到平衡过程中转化CO物质的量浓度为xmol/L
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
c(起始)(mol/L) a 2a 0 0
c(转化)(mol/L) x x x x
c(平衡)(mol/L) a-x 2a-x x x
(a-x):(2a-x)=1:6,x=0.8a,平衡时CO、H2O(g)、CO2、H2物质的量浓度依次为0.2amol/L、1.2amol/L、0.8amol/L、0.8amol/L,平衡常数K==2.67。
【题目】根据下列事实,完成相关的离子方程式或化学式,必要时可加一定文字说明:
(1)硫酸铝钾[明矾KAl(SO4)2·12H2O]可以作净水剂_____________________。
(2)泡沫灭火器的化学原理________________________________________________。
(3)热的纯碱溶液清洗油污___________________________________________。
(4)加热蒸干FeCl2水溶液并灼烧,得到物质的化学式为___________。
【答案】 Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+ Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑ CO32-+H2OHCO3-+OH-,加热可以促进水解,溶液碱性增强 Fe2O3
【解析】(1)明矾净水的原理是氯离子水解得到氢氧化铝胶体,胶体吸附水中杂质,所以离子方程式为:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+。
(2)泡沫灭火器中加入的是碳酸氢钠和硫酸铝,利用其双水解反应,离子方程式为:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑。
(3)热的纯碱溶液清洗油污是利用碳酸钠水解得到的碱与油污发生皂化反应,以除去油污,加热是为了促进碳酸根离子的水解,增强溶液的碱性。反应为:CO32-+H2OHCO3-+OH-。
(4)加热蒸干FeCl2水溶液并灼烧,氯化亚铁水解得到氢氧化亚铁和HCl,因为HCl挥发,所以水解平衡移动,得到的氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁,分解得到氧化铁。
【题型】填空题
【结束】
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【题目】实验题
(一)实验室中有一瓶含有一定量杂质的烧碱样品,某学生用中和滴定法测定烧碱的纯度,若烧碱中所含杂质与酸不反应,请根据实验回答:
(1)将准确称取的5g烧碱样品配成100 mL待测液,需要的主要仪器除量筒、烧杯、玻璃棒、托盘天平外,还必须用到的玻璃仪器有:____________、_____________。
(2)取10.00 mL待测液,选择右图中_________(填A或B)来移取。
(3)用0.5000mol/L标准盐酸滴定待测烧碱溶液,以酚酞为指示剂。滴定时左手旋转滴定管玻璃活塞,右手不停地摇动锥形瓶,两眼注视___________,直到滴定终点。滴定达到终点的标志是:_________。
(4)根据下列数据,烧碱的纯度为:_______________________(纯度=纯物质的质量/样品的质量×100%)
滴定次数 | 待测液体积(mL) | 标准盐酸体积(mL) | |
滴定前读数 | 滴定后读数 | ||
第一次 | 10.00 | 0.50 | 20.40 |
第二次 | 10.00 | 4.00 | 24.10 |
(二)氧化还原滴定实验与酸碱中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。测血钙的含量时,进行如下实验:
<>①可将2mL血液用蒸馏水稀释后,向其中加入足量草酸铵(NH4)2C2O4晶体,反应生成 CaC2O4沉淀,将沉淀用稀硫酸处理得H2C2O4溶液。②将①得到的H2C2O4溶液,再用酸性KMnO4溶液滴定,氧化产物为CO2,还原产物为Mn2+。
③终点时用去20mL l.0×l0﹣4 mol/L的KMnO4溶液。
(1)写出用KMnO4滴定H2C2O4的离子方程式_____________________。
(2)滴定时,将KMnO4溶液装在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
(3)计算:血液中含钙离子的浓度为_____mol·L-1。