题目内容

黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其燃烧产物为SO2和Fe2O3
(1)已知1g FeS2完全燃烧放出7.1kJ热量,则表示FeS2完全燃烧反应的热化学方程式为:
______________________________________________________________。
(2)将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中,反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol/L。则该条件下反应的平衡常数K的数值为___________,SO2的平衡转化率为__________。
(3)当该反应处于平衡状态时,欲使平衡向正反应方向移动且反应速率加快,下列措施可行的是      。(填字母)

A.向平衡混合物中充入Ar B.向平衡混合物中充入O2 
C.改变反应的催化剂 D.降低反应的温度 
(4)反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  △H<0 , SO2的转化率在起始温度T1=673K下随反应时间(t)的变化如下图,其他条件不变,仅改变起始温度为T2=723K,请在图中画出温度T2下SO2的转化率随反应时间变化的预期结果示意图。

(1)4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)  △H=-3408kJ/mol    (2分)
(2)K=1.6×103(2分)  80% (2分)  (3)B(1分,多选不得分)  

解析试题分析:(1)FeS2完全燃烧燃烧的化学方程式是4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,由于1g FeS2完全燃烧放出7.1kJ热量,则4molFeS2完全燃烧放出的热量是7.1kJ×120×4=3408kJ,所以该反应的热化学方程式是4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)  △H=-3408kJ/mol。
(2)              2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始浓度(mol/L)  0.050   0.030       0
转化浓度(mol/L)  0.040   0.020       0.040
平衡浓度(mol/L)  0.010   0.010      0.040
所以该温度下平衡常数K==1600
SO2的平衡转化率=×100%=80%
(3)向平衡混合物中充入Ar,容器容积不变,浓度不变,反应速率和平衡状态不变,A不正确;向平衡混合物中充入O2,增大反应物的浓度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,B正确;改变反应的催化剂平衡状态不变,C不正确;降低反应的温度,平衡向正反应方向移动,但反应速率降低,D不正确,答案选B。
(4)温度高反应速率快,到达平衡的时间减少。由于正反应是放热反应,所以温度高不利于平衡向正反应方向进行,SO2的转化率降低,因此正确的图像是
考点:考查热化学方程式的书写、平衡常数和转化率的计算、外界条件对反应速率和平衡状态的判断以及可逆反应图像的分析和判断
点评:该题是高考中的常见考点和题型,属于中等难度试题的考查,试题综合性强,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力,提升学生的学科素养。

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(16分)最近全国各地持续出现雾霾天气,其首要污染物是可吸入颗粒物PM2.5和氮、硫的氧化物(PM2.5直径接近2.5×10-6m,1纳米=10-9m),主要来源为工业废气、机动车尾气等。因此对PM2.5、SO2、NOx进行研究、处理意义重大。
(1) 下列关于PM2.5说法正确的是       
a.PM2.5在空气中形成了胶体;
b.PM2.5表面积大,能吸附大量有毒、有害物质;
c.少开私家车,尽量选择公交、地铁出行,某种程度可以减少PM2.5污染
(2) 取PM2.5样本用蒸馏水处理制得试样,若测得该试样所含水溶性无机离子及其平均
浓度如下表

离子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3-
Cl-
浓度/ mol/L
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
根据表中的数据判断该试样的酸碱性为       ,其pH=      
(3)对汽车尾气中的NOx进行研究
①NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式           
②汽车尾气系统中装有催化转化器,可将NOx还原成N2排出,已知下列热化学方程式:
ⅰ N2(g) +O2(g) 2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1 
ⅱ  2C(s)+ O2(g)2CO(g) △H ="-" 221.0 kJ·mol-1
ⅲ C(s)+ O2(g) CO2( g) △H ="-" 393.5 kJ·mol-1
温度升高,反应ⅲ化学平衡常数         。(填“增大”或“减小”或“不变”)
写出NO(g)和CO(g) 反应生成N2(g) CO2(g)的热化学方程式               
(4)将工厂废气中产生的SO2通过下列流程,可以转化为有应用价值的硫酸钙等

①写出反应Ⅰ的化学方程式:                
②生产中,向反应Ⅱ的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质,目的是           
③检验经过反应Ⅲ得到的氨态氮肥中SO42-所用试剂是                

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