题目内容
【题目】二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用，是大气主要污染物之一，具有一定的还原性，探究SO2气体还原Fe3+、I2，可以使用的药品和装置如图所示：
（1）写出由铜和浓硫酸制取SO2的化学方程式_____________________。
（2）装置A中的现象是__________。若要从A中的FeCl3溶液中提取晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在过滤操作中有用到的玻璃仪器有_______(填编号)。
A酒精灯 B烧瓶 C漏斗 D烧杯 E玻璃棒 F坩埚
（3）根据以上现象，该小组同学认为SO2与FeCl3发生氧化还原反应。
①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式___________________；
②请设计实验方案检验有Fe2+生成__________________________；
（4）B中蓝色溶液褪色，表明I-的还原性比SO2__________(填“强”或“弱”)。
（5）若C中所得溶液只有一种溶质且pH＞7，则溶液中各离子浓度大小顺序为_________。
（6）工业上通过煅烧黄铁矿产生SO2来进一步得到硫酸，已知煅烧1g FeS2产生7.1kJ热量，写出煅烧FeS2的热化学反应方程式____________________。
【答案】Cu+2H2SO4 
CuSO4+SO2↑+2H2O 溶液由黄色变为浅绿色 A、B、F 2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+ 取少量A中反应后的溶液于试管中，滴入2～3滴K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成 弱 c(Na+)>c(SO32—)>c(OH—)>c(HSO3—)>c(H+) 4FeS2(s)＋11O2(g) = 2Fe2O3(s)＋8SO2(g) ΔH＝－3408 kJ/mol
【解析】
（1）Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫与水；
（2）三价铁离子具有强的氧化性，在溶液能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，自身被还原为亚铁离子；过滤用到的仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗；
（3）①三价铁离子具有强的氧化性，在溶液能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子，自身被还原为亚铁离子；
②用K3[Fe（CN）6]溶液检验，有蓝色沉淀生成；
（4）B中蓝色溶液褪色，明发生了氧化还原反应，反应的离子方程式为：I2+SO2+2H2O=4H++2I-+SO42-，还原剂的还原性大于还原产物的还原性；
（5）若C中所得溶液只有一种溶质且pH＞7，则溶质为Na2SO3，SO32-水解溶液呈碱性，氢氧根离子源于SO32-的水解、水的电离；
（6）发生反应：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，计算4molFeS2燃烧放出的热量，注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式。
（1）铜和浓硫酸在加热条件下发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4 CuSO4+SO2↑+2H2O；
（2）装置A中SO2做还原剂，被氧化为硫酸根离子，Fe3+作氧化剂，被还原为Fe2+，反应离子方程式为：SO2+2Fe3++2H2O═2Fe2++SO42-+4H+，则A中反应的现象为溶液颜色由黄色逐渐变为浅绿色；过滤用到漏斗、烧杯、玻璃棒，没有用到蒸发皿、石棉网和坩埚，故答案为ABF；
（3）①SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；
②检验有Fe2+生成的操作方法为取少量A中反应后的溶液于试管中，滴入2～3滴K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成；
（4）B中蓝色溶液褪色，说明SO2将I2还原为I-，可知I-的还原性比SO2弱；
（5）NaOH溶液吸收SO2后所得溶液只有一种溶质且pH＞7，则溶液中的溶质为Na2SO3，各离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(SO32—)>c(OH—)>c(HSO3—)>c(H+)；
（6）黄铁矿(主要成分为FeS2)其燃烧产物为SO2和Fe2O3，1g FeS2完全燃烧放出7.1kJ热量，480gFeS2完全燃烧放出3408kJ热量，反应的热化学方程式为：4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3408kJ/mol。
【题目】在国庆70周年庆典上，空中飞过的歼击机编队让我们热血沸腾，其中有中国自主研制的最先进的歼20隐形超音速飞机。当超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层,，或许通过测定局部的臭氧浓度变化可使飞机不再“隐形”。因此科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：2NO(g)+2CO(g) 
2CO2(g)+N2(g) △H<0。请回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式为___________________________。
(2)假设在闭容器发生上述反应，达到平衡后采取下列选项的措施既能加快反应速率又能提高NO转化率的是_____________。
A.选用更有效的催化剂同时增加CO的量 B.升高反应体系的温度
C.及时加入碱石灰 D.缩小容器的体积
(3)研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的恒容密闭容器中，设计了三组实验，部分实验数据已经填在下面实验设计表中。
实验编号 | T/℃ | NO初始浓度/mol·L-1 | NO平衡浓度/mol·L-1 | 催化剂的比表面积/m2·g-1 |
Ⅰ | 280 | 0.3 | 0.1 | 82 |
Ⅱ | T1 | c1 | c2 | 124 |
Ⅲ | 350 | c3 | c4 | 124 |
①在上述表格的实验条件数据中，T1=____________，c3=_____________。
②平衡时若保持温度T1℃不变，再向容器中充入CO和CO2各0.2mol，则平衡将_________移动(填“向左”“向右”或“不”)
③在给出的坐标图中，画出了上表中的I、Ⅱ、Ⅲ实验条件下建立平衡过程中，混合气体里NO浓度随时间变化的趋势曲线图，请说出B曲线对应的实验编号__________(填Ⅱ、Ⅲ)。
(4)在恒温恒容的密闭容器中通入n(NO)：n(CO)=1：3的混合气体，发生上述反应，下列图像正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是__________(选填字母)。
【题目】碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及形成的化合物是人类生产生活的主要能源物质。
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成物质N，其能量变化如图所示。则M、N相比，较稳定的是________(填“M”或“N”)。
(2)已知：
C(s)＋H2O(l)＝CO(g)＋H2(g) △H1＝a kJ·mol-1
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H2＝b kJ·mol-1
2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) △H3＝c kJ·mol-1
则C(s)＋O2(g)＝CO2(g) △H＝______(用a、b、c表示)kJ·mol-1。
(3)根据键能数据估算CH4(g)＋4F2(g)＝CF4(g)＋4HF(g)的反应热△H＝_________。
化学键 | C-H | C-F | H-F | F-F |
键能(KJmol-1) | 414 | 489 | 565 | 155 |
(4)在一恒容的密闭容器中，加入1 mol CO(g)、2 mol H2O(g)，发生反应CO(g)＋H2O(g)
H2(g)＋CO2(g) △H，CO的平衡转化率随温度的变化如图所示。
①该反应的△H________(填“<”或“>”)0。
②在体积不变时，要增大该反应的正反应速率可采取的措施是_________(任写一条)。
③A点时该反应的平衡常数为___________(精确到0.01)。