硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用．(1)已知25℃时:SO2=2CO2(g)+$\frac{1}{x}$Sx(s)△H=akJ/mol 2COS(g)+SO2(g)=2CO2(g)+$\frac{3}{x}$Sx(s)△H=bkJ/mol．则COS与Sx(s)反应的热化学方程式是:xCOS△H=0.5x(b-a)kJ/mol．(2)工业上用硫碘开路循环� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

19．硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用．

（1）已知25℃时：SO₂（g）+2CO（g）=2CO₂（g）+$\frac{1}{x}$S_x（s）△H=akJ/mol
2COS（g）+SO₂（g）=2CO₂（g）+$\frac{3}{x}$S_x（s）△H=bkJ/mol．
则COS（g）生成CO（g）与S_x（s）反应的热化学方程式是：xCOS（g）=xCO（g）+Sx（s）△H=0.5x（b-a）kJ/mol．
（2）工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如图1所示：
①写出反应器中发生反应的化学方程式是：SO₂+xI₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI_X．
②在膜反应器中发生反应：2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）△H＞0．若在一定条件密闭容器中加入1mol HI（g），n（H₂）随时间（t）的变化关系如图1所示：
③该温度下，反应平衡常数K=$\frac{1}{64}$，若升高温度，K值将增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．
④电渗析装置如图2所示，写出阳极的电极反应式：2I_x^--2e^-=xI₂．该装置中发生的总反应的化学方程式：2HI_x=（x-1）I₂+2HI．
⑤上述工艺流程中循环利用的物质是I₂．

分析（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式，依据盖斯定律（②-①×2）÷2得到；
（2）①由工艺流程图可知，SO₂、I₂、H₂O反应生成H₂SO₄、HI_X，配平书写方程式；
③由图1可知，平衡时氢气的物质的量为0.1mol，据此利用三段式计算平衡时各组分的物质的量，由于反应前后气体的物质的量不变，故可以利用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算，该反应正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应移动，平衡常数增大；
④由图2可知，在阴极区I_x^-转化为I^-，在阳极区I_x^-转化为I₂，阳极区的H⁺通过交换膜进入阴极区，得以生成HI溶液，即电解HI_x生成I₂、HI；
⑤分析反应过程中参与反应最后生成的物质可以循环利用．

解答解：（1）①SO₂（g）+2CO（g）═2C0₂（g）+$\frac{1}{x}$S_x（s）△H=a kJ•mol^-1；
②2COS（g）+SO₂（g）═2CO₂（g）+$\frac{3}{x}$S_x（s）△H=b kJ•mol^-1．
依据盖斯定律（②-①×2）÷2得到：xCOS（g）=xCO（g）+S_x（s）△H=0.5x（b-a）kJ/mol，
故答案为：xCOS（g）=xCO（g）+S_x（s）△H=0.5x（b-a）kJ/mol；
（2）①由工艺流程图可知，SO₂、I₂、H₂O反应生成H₂SO₄、HI_X，反应方程式为：SO₂+x I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI_X；
故答案为：SO₂+x I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI_X；
③由图1可知，平衡时氢气的物质的量为0.1mol，则：
            2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）
开始（mol）：1        0      0
变化（mol）：0.2       0.1    0.1
平衡（mol）：0.8       0.1    0.1
由于反应前后气体的物质的量不变，故可以利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故K=$\frac{0.1×0.1}{0．{8}^{2}}$=$\frac{1}{64}$，
该反应正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应移动，平衡常数增大，
故答案为：$\frac{1}{64}$；增大；
④由图2可知，在阴极区I_x^-转化为I^-，在阳极区I_x^-转化为I₂，所以阳极区发生的反应为：2I_x^--2e^-=xI₂，H⁺通过交换膜进入阴极区，得以生成HI溶液，即电解HI_x生成I₂、HI，反应方程式为：2HI_x═（x-1）I₂+2HI；
故答案为：2I_x^--2e^-=xI₂；2HI_x=（x-1）I₂+2HI；
⑤由工艺流程图可知，SO₂、I₂、H₂O反应生成H₂SO₄、HI_X，在电渗析装置和膜反应器中生成碘单质，所以上述工艺流程中循环利用的物质是碘单质，故答案为：I₂．

点评本题考查盖斯定律计算、离子浓度大小比较、电解原理等，侧重于学生的分析能力的考查，为高考常见题型，题目难度中等，注意利用守恒思想比较溶液中微粒浓度大小．

练习册系列答案

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3．下列对元素周期表和元素周期律的认识正确的是（　　）

	A．	d区元素全部是金属元素		B．	第IA元素从上到下熔沸点依次降低
	C．	短周期元素从左到右I₁依次增大		D．	电负性最大的元素是He

4．“霾”是当今世界环境热点话题，目前宁夏境内的空气质量恶化原因之一是机动车尾气和燃煤产生的烟气，NO 和CO 气体均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转化器中发生如下反应：
2CO（g）+2NO（g）$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N₂（g）+2CO₂（g）△H=-a kJ•mol^-1．
（1）在一定温度下，将2.0mol NO、2.4mol气体CO通入到固定容积为2L的容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：

①0～15min N₂的平均速率v（N₂）=0.013mol/（L•min）．NO转化率为40%．
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是cd选填序号）．
a．缩小容器体积 b．增加CO的量 c．降低温度 d．扩大容器体积
③若保持反应体系的温度不变，20min时再向容器中充入NO、N₂各0.4mol，化学平衡将向左移动（选填“向左”、“向右”或“不”），移动后在达到平衡时的平衡常数是$\frac{5}{36}$L/mol．

7．某NiO的废料中有FeO、CuO、Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质，用此废料提取NiSO₄和Ni的流程如下：

已知：有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如图1：
（1）滤渣1的主要成分为SiO₂．
（2）电解脱铜：金属铜在阴极析出．
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（4）从滤液2中获得NiSO₄．6H₂O的实验操作是加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（5）电解浓缩后的滤液2可获得金属镍，其基本反应原理示意图2如下：
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②B极附近pH会减小（填“增大”、“减小”或“不变”）；用平衡移动原理解释B极附近pH变化的原因：H₂O?H⁺+OH^-，OH^-在B极放电使c（OH^-）降低，平衡向右移动，c（H⁺）增大，导致pH降低．
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14．已知：pAg=-lg[c（Ag^-）]，K_φ（AgCl）＞K_φ（AgI）．如图是某温度下向10mLAgNO₃溶液中逐滴加入0.1mol•L^-1的NaCl溶液中时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积变化的图象（曲线①）．下列根据图象所得结论不正确的是（溶液混合时体积变化忽略不计）（　　）

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	B．	K_φ（AgCl）=1×10^-10
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	D．	若把0.1mol•L^-1的NaCl溶液换成0.1mol•L^-1的NaI溶液，则pAg的变化图象变成曲线②

4．

甲醇脱氧制取甲醛的原理为CH₃OH（g）?HCHO（g）+H₂（g），某科研小组在1L恒溶密闭容器中充入1molCH₃OH，对该反应进行了一系列的研究，得到甲醇的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示．
回答下列问题：
（1）研究表明，该反应的△H＞0（填“＞”“＜”或“=”），能说明该反应达到平衡状态的依据是bc．
a．v（CH₃OH）=v（HCHO）
b．H₂的浓度不再变化
c．混合气体的平均相对分子质量不再变化
d．混合气体的密度不再变化
（2）T₁K时，该反应的平衡常数K=8.1，此温度下，从反应开始到平衡所经过的时间为10s，则v（HCHO）为0.09mol•L^-1•s^-1，达到平衡后若再向此容器中再通入1.1molCH₃OH和1.1molH₂，则平衡将向正反应方向（填“正反应方向”或“逆反应方向”）移动，其原因是Qc=$\frac{0.9×（0.9+1.1）}{0.1+1.1}$=1.5＜K=8.1．
（3）600K时，Y点甲醇的v（正）＜（填“＞”“＜”或“=”）v（逆），理由是Y点的转化率高于相同温度下平衡点X的转化率，故Y点反应向逆反应方向移动．
（4）已知在25℃、1alm下：
    2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-1415.25kJ•mol^-1
    2CH₃OH（l）+CO₂（g）=CH₃OCOOCH₃（l）+H₂O（l）△H₂=-151.72kJ•mol^-1
    则CH₃OCOOCH₃（l）+3O₂（g）=3CO₂（g）+3H₂O（l）△H₃=-1263.53kJ•mol^-1．

11．下列有关化学用语或叙述正确的是（　　）

	A．	C₅₀、N₇₀、C₁₂₀、C₅₄₀等互称为同素异形体
	B．	CH₃CH₂CH₂CH₂OH的名称是：丁醇
	C．	2-戊烯的结构简式：CH₃CH₂CH=CHCH₃
	D．	质子数为94、中子数为144的钚（Pu）原子：${\;}_{92}^{144}$Pu．

8．下列说法正确的是（　　）

	A．	N_A代表阿伏加德罗常数，1molC₄H₁₀中含共价键数目为14N_A
	B．	某反应的△H=-88kJ•mol^-1，则正反应活化能一定小于88kJ•mol^-1
	C．	已知某温度下，K_w=l×10^-13，若将pH=8的NaOH溶液与pH=5的H₂SO₄溶液混合保持温度不变，欲使混合溶液pH=7，则NaOH溶液与H₂SO₄溶液的体积比为11：9
	D．	将浓度为0.1 mol•L^-1 HF溶液加水不断稀释过程中，电离度和K_a（HF）保持不变，$\frac{c（{F}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$始终保持增大

9．下列说法正确的是（　　）

	A．	实验室用锌与稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液能加快反应速率，因为硫酸铜是催化剂
	B．	某温度下，一定体积的密闭容器中进行可逆反应：X（g）+Y（g）=Z（g）+W（g）△H＞0，平衡后加入一定量X，则△H增大
	C．	温度和压强一定时，对于可逆反应：2NO₂（g）?N₂O₄（g），混合气体的密度不再改变，则反应达到平衡状态
	D．	将NaAlO₂溶液与NaHCO₃溶液混合后生成白色沉淀，是两种溶液水解相互促进的结果

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