题目内容

一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：
2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)   △H
（1）已知2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g)   △H1=—566kJ?mol—1
S(l) +O2(g)= SO2(g)   △H2=—296kJ?mol—1
则反应热ΔH=          kJ?mol－1。
（2）其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图a。260℃时       （填Fe2O3、NiO或Cr2O3）作催化剂反应速率最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe2O3的主要优点是              。

（3）科研小组在380℃、Fe2O3作催化剂时，研究了不同投料比[n(CO)∶n(SO2)]对SO2转化率的影响，结果如图b。请在答题卡坐标图中画出n(CO)∶n(SO2)="2∶1" 时，SO2转化率的预期变化曲线。
（4）工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某温度下用1.0mol?L－1 Na2SO3溶液吸收纯净的SO2，当溶液中c(SO32－)降至0.2mol?L－1时，吸收能力显著下降，应更换吸收剂。
①此时溶液中c(HSO3－)约为______mol?L－1；
②此时溶液pH=______。（已知该温度下SO32—+H+HSO3—的平衡常数K="8.0" × 106 L?mol－1，计算时SO2、H2SO3的浓度忽略不计）

（16分）
（1）—270  （3分）  
（2）Cr2O3  （3分） Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源（3分）
（3）见下图 （3分）

（4）①1.6  （2分）  ②6  （2分）

解析试题分析：（1）观察热化学方程式之间的关系，发现已知第1个热化学方程式减去第2个热化学方程式时，能够约去O2(g)得到2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)，根据盖斯定律，该反应热ΔH=△H1—△H2=—270kJ?mol－1；（2）读图a可知，260℃时平衡转化率：Cr2O3> Fe2O3>NiO，由此推断Cr2O3作催化剂时反应速率最快；读图可知，Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，当SO2的转化率相同时，反应温度：Fe2O3<NiO，所以Fe2O3作催化剂时的主要优点是在相对较低温度可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源；（3）读图b可知，其他条件相同时，增大n(CO)∶n(SO2)的比值，就是增大CO或反应物浓度，既能增大反应速率，缩短达到平衡的时间，还使平衡向正反应反应方向移动，使SO2的转化率增大，由于图a中380℃时SO2的转化率最高，所以n(CO)∶n(SO2)的比值为2∶1变为3∶1时，SO2的平衡转化率基本上完全相同，只是达到平衡的时间缩短，由此可以在图b中画出有关温度对反应速率和平衡移动的影响图像；（4）依题意，Na2SO3、NaHSO3都是强电解质，可以推断反应物和生成物的起始浓度、变化浓度、更换试剂时浓度，则：
SO32—+SO2+H2O=2HSO3—
起始浓度（mol/L）          1.0               0
变化浓度（mol/L）          0.8              1.6
更换试剂时浓度（mol/L）    0.2              1.6
则更换试剂时，c(HSO3—)=1.6mol/L
由于SO32—+H+HSO3—的平衡常数K= c(HSO3—)/[ c(SO32—)? c(H+)]，则c(H+)= c(HSO3—)/[ c(SO32—)?K)]，由于c(HSO3—)=1.6mol/L，c(SO32—)=0.2mol/L，该温度下K="8.0" × 106 L?mol－1，则c(H+)=1.6/(0.2×8.0 × 106) mol/L=10—6 mol/L；由于溶液的pH="—lg" c(H+)=—（—6）=6。
考点：考查化学反应原理，涉及盖斯定律、结合图像分析催化剂和温度对反应速率及反应物转化率的影响规律、解释选择催化剂的优点、画出特定温度下反应物配比对反应速率和平衡移动的影响图像、物质的量（或浓度）在离子方程式计算中的应用、根据反应物变化浓度计算生成物的变化浓度、三行数据法的有关计算、电离平衡常数的有关计算、溶液pH的计算等。

练习册系列答案
相关题目

合成氨工业对国防具有重要意义，如制硝酸、合成纤维以及染料等
（1）已知某些化学键的键能数据如下表：

化学键
N≡N
H—H
N—H
键能kJ·mol－1
946
436
390
 
合成氨的热化学反应方程式为                                      。
（2）常温下，向饱和NaCl与饱和氨水的混合溶液中通入过量CO2，有NaHCO3固体析出，该反应的化学方程式为                 ；所得溶液中离子的电荷守恒式是                     ；若向饱和NaCl与饱和CO2的混合溶液中通入氨气，则没有NaHCO3固体析出，原因是          。
（3）氨氮废水(含NH3、NaOH和Na2SO4)超标排放会造成水体富营养化。右图通过直接电化学氧化法有效除去某工厂氨气。其中阴离子的流动方向为          （填“向a极”或“向b极”），电解过程中，b极区的pH         （填“增大”或“减小”或“不变”），阳极反应方程式为                    。

依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
（1）1molC2H4(g)与适量O2(g)反应生成CO2（g）和H2O(l)，放出1411kJ热量。
（2）1molC2H5OH(l)与适量O2(g)反应生成CO2（g）和H2O(l)，放出1366．8kJ热量。
（3）2molAl（s）与适量O2(g)反应生成Al2O3（s），放出1669．8kJ热量。

多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl4为主，它环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成分为BaCO3，且含有铁、镁等离子）制备BaCl2·2H2O，工艺流程如下：

已知：
①常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是3.4、12.4
②BaCO3的相对分子质量是197；BaCl2·2H2O的相对分子质量是244
回答下列问题：
（1）SiCl4发生水解反应的化学方程式为_______________________________________
（2）用H2还原SiCl4蒸汽可制取纯度很高的硅，当反应中有1mol电子转移时吸收59KJ热量，则该反  应的热化学方程式为_____________________________________________
（3）加钡矿粉并调节pH=7的目的是①               ，②               
（4）过滤②后的滤液中Fe3+浓度为          （滤液温度25℃，Ksp[Fe(OH)3]=2.2×10-38）
（5）生成滤渣A的离子方程式__________________________________________
（6）列式计算出10吨含78.8% BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H2O的质量为多少吨？

I．高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：
Fe2O3(s) + 3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)             △H
（1）已知：①Fe2O3(s) + 3C(石墨)="2Fe(s)" + 3CO(g)   △H1
②C(石墨）+ CO2(g) = 2CO(g)  △H2
则△H___________________(用含△H1 、△H2的代数式表示)。
（2）高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=____________________________。
（3）在某温度时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。

 
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
1.5
1.0
1.0
 
①甲容器中CO的平衡转化率为_______________________。
②下列说法正确的是____________________(填编号）。
A．若容器压强恒定，反应达到平衡状态
B．若容器内气体密度恒定，反应达到平衡状态
C．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
D．增加Fe2O3就能提高CO的转化率
II．纳米MgO可用尿素与氯化镁合成。某小组研究该反应在温度为378～398K时的反应时间、反应物配比等因素对其产率的影响。请完成以下实验设计表：
编号
温度/K
反应时间/h
反应物物质的量配比
实验目的
①
378
4
3∶1
实验②和④探究________
______________________
实验②和__________探究
反应时间对产率的影响。
②
378
4
4∶1
③
378
3
_______
④
398
4
4∶1
 
下图为温度对纳米MgO产率（曲线a）和粒径(曲线b)的影响，请归纳出温度对纳米MgO制备的影响规律（写出一条）：                                                                           
___________________________________________。

乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇的一种反应原理为：
2CO(g) + 4H2(g)CH3CH2OH(g) + H2O(g) △H =" —256.1" kJ·mol－1
已知：CO(g) + H2O(g)CO2(g)+H2(g)   △H=" —41.2" kJ·mol－1
（1）以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇，其热化学方程式如下：
2CO2(g) +6H2(g)CH3CH2OH(g) +3H2O(g)  △H =          。
（2）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。
①某研究小组在实验室以Ag– ZSM– 5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图。若不使用CO，温度超过800℃，发现NO的转化率降低，其可能的原因为        ；在n(NO)/n(C O)=1的条件下，应控制的最佳温度在     左右。

②用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C (s) +2NO2(g) N2 (g) + CO2 (g)。某研究小组向某密闭容器中加人足量的活性炭和NO，恒温( T1℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

　     浓度/mol?L－1
时间/min
NO
N2
CO2
0
1.00
0
0
20
0.40
0.30
0.30
30
0.40
0.30
0.30
40
0.32
0.34
0.17
50
0.32
0.34
0.17
 
I．根据表中数据，求反应开始至20min以v(NO)表示的反应速率为          (保留两位有效数字)，T1℃时该反应的平衡常数为          (保留两位有效数字)。
II．30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是           。下图表示CO2的逆反应速率[v逆(CO2)]随反应时间的变化关系图。请在图中画出在30min改变上述条件时，在40min时刻再次达到平衡的变化曲线。

50 mL 0．50 mol·L－1盐酸与50 mL 0．55 mol·L－1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应的反应热。
回答下列问题：
（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是            。

（2）烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是                                     。
（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和反应的反应热的数值       (填“偏大” “偏小”或“无影响”)。
（4）实验中改用55 mL 0．50 mol·L－1盐酸跟50 mL 0．55 mol·L－1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量       (填“相等”或“不相等”)。
（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和反应的反应热数值会       (填“偏大”“偏小”或“无影响”)

汽车尾气中的有毒气体NO和CO，在一定条件下可发生反应生成N2和CO2。下列关于此反应的说法中，正确的是

A．减小压强能增大反应速率 B．增大压强能减小反应速率
C．使用适当的催化剂能增大反应速率 D．升高温度对反应速率无影响

向恒温、恒容（2L）的密闭容器中充入2molX和一定量的Y，发生反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g)
ΔH＜0，4min后达到平衡c(X)＝0.2mol·L-1，且X与Y的转化率相等。下列说法中不正确的是（  ）

A．达到平衡时，再充入1molX，反应的焓变保持不变
B．用Y表示4min内的反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
C．再向容器中充入1molZ，达到新平衡，c(X)∶c(Y)＝2∶1
D．4min后，若升高温度，平衡常数K增大

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