Question

【题目】锌及其化合物用途广泛。火法炼锌以闪锌矿（主要成分是ZnS）为主要原料，涉及的主要反应有：

2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) H1=－930 kJ·mol－1

2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H2=－221 kJ·mol－1

ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) H3=198 kJ·mol－1

反应ZnS(s) + C(s) + 2O2(g)＝Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的H4= kJ·mol－1。

（2）反应中生成的CO2与NH3混合，在一定条件下反应合成尿素：

2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H﹤0

若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行，判断反应达到平衡状态的标志是 。

a．CO2与H2O(g)浓度相等 b．容器中气体的压强不再改变

c．2v(NH3)正 = v(H2O)逆 d．容器中混合气体的密度不再改变

若想提高氨气的转化率，可以采取的措施有 （写出两条）

（3）硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。ZnSO4受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图所示。

①700℃～980℃时发生反应中生成物质二氧化硫、ZnO和氧气，如该反应在2L密闭容器内进行，10min时，测得生成的氧气的物质的量为0.3mol，则这段时间二氧化硫的生成速率为 。

② 硫酸锌分解生成的SO2经下图中的循环可得到H2SO4。循环中电解过程阳极反应式是 。

Answer 1

【答案】（1）-377.5 (2)b d ，增大压强，适当降低温度等合理答案均可

（3）0.03mol/(L·min)， Mn2+-2e-+2H2O＝MnO2+4H+

【解析】

试题分析：（1）已知：2ZnS(s) + 3O2(g)＝2ZnO(s) + 2SO2(g) H1=－930 kJ·mol－1①

2C(s) + O2(g)＝2CO(g) H2=－221 kJ·mol－1②

ZnO(s) + CO(g)＝Zn(g) + CO2(g) H3=+198 kJ·mol－1③

根据盖斯定律可知将方程式(①+②)/2+③得ZnS(s) + C(s) + 2O2(g)＝Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的△H＝(930221)kJ/mol÷+198kJ/mol＝-377.5kJ/mol；

（2）a．CO2与H2O（g）浓度相等，正逆反应速率不一定相等，所以不一定达到平衡状态，a错误；b．该反应前后气体物质的量减少，当容器中气体的压强不再改变时正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，b正确；c．当v（NH3）正＝2v（H2O）逆时该反应达到平衡状态，所以当2v(NH3)正 = v(H2O)逆时该反应没有达到平衡状态，c错误；d．反应前后混合气体的密度改变，所以当容器中混合气体的密度不再改变时该反应达到平衡状态，d正确；答案选bd；由于正反应是体积减小的放热反应，则若想提高氨气的转化率，可以采取的措施有增大压强，适当降低温度等。

（3）①反应的方程式为2ZnSO4＝2ZnO+2SO2↑+O2↑，10min时，测得生成的氧气的物质的量为0.3mol，则这段时间内生成二氧化硫是0.6mol，浓度是0.3mol/L，则二氧化硫的生成速率为0.3mol/L÷10min＝0.03mol/(L·min)；

②电解硫酸锰时，生成二氧化锰和硫酸，阳极上失电子发生氧化反应，电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O＝MnO2+4H+。