题目内容

16．SO2在生产，生活中有着广泛的用途．
（1）请你列举一个SO2在生活中的用途作漂白剂．
（2）SO2在工业上常用于硫酸生产：2 SO2（g）+O2 （g）?2SO3 （g），该反应在一定条件下进行时的热效应如图1所示，则其逆反应的活化能为E+△H．
（3）图2中L、X表示物理量温度或压强，依据题中信息可判断：①X表示的物理量是温度，理由是压强一定时，升高温度，反应2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H＜0 逆向移动，SO2平衡转化率减小；②L1＜L2（填“＞“、“＜“或“=“）．
（4）在容积固定的密闭容器中，起始时充入0.2mol SO2和0.1mol O2反应体系起始总压强0.1MPa．反应在一定的温度下达到平衡时SO2的转化率为90%．该反应的压强平衡常数Kp=24300MPa-1（用平衡分压代替平衡浓度计算．分压=总压×物质的量分数）．
（5）利用原电池原理，也可用SO2和O2来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极．请写出该电池负极的电极反应式SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+．

分析 （1）SO2可以漂白颜色物质；
（2）能量最高点为活化分子能量，比反应物多出的那部分能量为活化能；
（3）正反应为气体体积减小的放热反应，增大压强平衡正向移动，二氧化硫转化率增大，升高温度平衡逆向移动，二氧化硫转化率减小，则X代表温度，L代表压强；
（4）利用三段式计算平衡时各组分物质的量，利用压强之比等于物质的量之比计算平衡时总压强，再计算各组分分压，根据Kp=$\frac{{p}^{2}（S{O}_{3}）}{{p}^{2}（S{O}_{2}）×p（{O}_{2}）}$计算；
（5）利用原电池原理，用SO2和O2来制备硫酸，电池负极发生氧化反应，二氧化硫在负极失去电子生成硫酸根．

解答 解：（1）SO2可以作漂白剂，漂白颜色物质，故答案为：作漂白剂；
（2）能量最高点为活化分子能量，比反应物多出的那部分能量为活化能，则逆反应过程的化合价为E+△H，
故答案为：E+△H；
（3）正反应为气体体积减小的放热反应，增大压强平衡正向移动，二氧化硫转化率增大，升高温度平衡逆向移动，二氧化硫转化率减小，则X代表温度，L代表压强，则：L1＜L2，
故答案为：温度；压强一定时，升高温度，反应2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H＜0 逆向移动，SO2平衡转化率减小；＜；
（4）起始时充入0.2mol SO2和0.1mol O2反应体系起始总压强0.1MPa．反应在一定的温度下达到平衡时SO2的转化率为90%，转化的二氧化硫为0.2mol×0.9=0.18mol，则：
            2 SO2（g）+O2 （g）?2SO3 （g）
起始量（mol）：0.2       0.1       0
变化量（mol）：0.18      0.09      0.18
平衡量（mol）：0.02      0.01      0.18
恒温恒容下，平衡时总压强为0.1MPa×$\frac{（0.02+0.01+0.18）mol}{（0.2+0.1）mol}$=0.07MPa，
故Kp=$\frac{{p}^{2}（S{O}_{3}）}{{p}^{2}（S{O}_{2}）×p（{O}_{2}）}$=$\frac{（0.07MPa×\frac{0.18}{0.21}）^{2}}{（0.07MPa×\frac{0.02}{0.21}）^{2}×0.07MPa×\frac{0.01}{0.21}}$=24300MPa-1，
故答案为：24300MPa-1；
（5）该原电池中，负极上失电子被氧化，二氧化硫到硫酸，硫的化合价升高，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，负极上的电极反应式为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+，
故答案为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+．

点评 本题考查化学平衡计算、化学平衡图象、化学反应中能量变化、原电池电极反应式、元素化合物性质等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，难度中等．

练习册系列答案
相关题目
10．下列说法不正确的是（　　）
A．在钠、钾、铷三种单质中，钠的熔点最高
B．所有碱金属均为银白色
C．同一主族卤素单质从上到下熔沸点依次升高
D．液溴易挥发，可以通过水封的方式进行保存
7．已知某合金可能由铝、铁、铜、碳等组成，通过下面实验，确定合金的组成，每一步试剂都是足量的．
试回答：（1）合金中肯定含有的金属是（填元素符号）Al、Fe．
（2）写出由G转变成H的化学方程式4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3．X生成溶液A的化学反应方程式2Al+2KOH+2H2O=2KAlO2+3H2↑．
（3）写出用KSCN鉴别K溶液的离子方程式Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3；向K溶液加入B反应的离子方程式2Fe3++Fe=3Fe2+．
4．某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3•6H2O能否反应产生Cl2．

实验操作和现象：
操作现象
点燃酒精灯，加热iA中部分固体溶解，上方出现白雾
ii稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴
iiiB中溶液变蓝
（1）现象i 中的白雾是HCl小液滴，形成白雾的原因是FeCl3•6H2O 受热水解，生成HCl 气体，同时受热失去结晶水，HCl和H2O 结合形成盐酸小液滴．
（2）分析现象ii，该小组探究黄色气体的成分，实验如下：
a．加热FeCl3•6H2O，产生白雾和黄色气体．
b．用KSCN 溶液检验现象ii 和a 中的黄色气体，溶液均变红．
通过该实验说明现象ii 中黄色气体含有FeCl3．
（3）除了氯气可使B 中溶液变蓝外，推测还可能的原因是：
①实验b 检出的气体使之变蓝，反应的离子方程式是2Fe3++2I-=2Fe2++I2．实验证实推测成立．
②溶液变蓝的另外一种原因是：在酸性条件下，装置中的空气使之变蓝．通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是另取一支试管，向其中加入KI-淀粉溶液，再滴入几滴HCl 溶液，在空气中放置，观察一段时间后溶液是否变蓝．
（4）为进一步确认黄色气体是否含有 Cl2，小组提出两种方案，无证实了Cl2的存在．
方案 1：在A、B 间增加盛有某种试剂的洗气瓶C．
方案 2：将B 中KI-淀粉溶液替换为NaBr 溶液；检验 Fe 2+．
现象如下：
方案1B中溶液变为蓝色
方案2B中溶液呈浅橙色；未检出Fe2+
方案1B中溶液变为蓝色
方案2B中溶液呈浅橙红色；未检出Fe 2+
①方案1 的C 中盛放的试剂是饱和NaCl 溶液．
②方案2 中检验 Fe 2+的原因是排除Fe3+将Br-氧化成Br2 的可能性．
③综合方案1、2 的现象，说明选择NaBr 溶液的依据是Br-可以被Cl2 氧化成Br2，但不会被Fe3+氧化为Br2．
（5）将A 中产物分离得到Fe2O3和MnCl2，A 中产生Cl2的化学方程式是3MnO2+4FeCl3•6H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe2O3+3MnCl2+3Cl2↑+24H2O．
11．工业上制取硝酸的主要流程图如图1所示，尾气处理流程图如图2所示：

请根据上述流程，结合所学知识回答：
（1）工业合成氨的原料是N2和H2，其中N2以空气为原料制取，方法是分离液态空气法．H2可用等物质的量的水和天然气为原料在催化剂作用下高温制取，其化学方程式为CH4+H2O（g） CO+3H2． 在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）来实现．己知1100K时该反应的平衡常数K=0.64，若要使CO的转化率超过80%，则起始物中c（H2O）：c（CO）不低于5.8：1．
（2）在合成氨的设备（合成塔）中，使用热交换器的目的是充分利用余热，节约能源．往吸收塔通入过量空气的原因是可使NO循环利用，全部转化成HNO3．
（3）利用石灰乳来除去硝酸工业的尾气（含NO、NO2），既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca（NO2）2，其部分工艺流程如图2所示．已知NO和NO2按1：1通入碱液中生成亚硝酸盐．工艺流程中采用气-液逆流接触吸收（尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋），其目的是使尾气中NO、NO2被充分吸收；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是Ca（OH）2（填化学式）．该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1：1．若n（NO）：n（NO2）＜1：1，则会导致产品Ca（NO2）2中Ca（NO3）2含量升高．
（4）工业上生产硝酸的过程中产生NOx，也可以用NH3在高温下催化还原法消除NOx对空气的污染．写出NH3与NOx反应的化学方程式4xNH3+6NOx6xH2O+（2x+3）N2．
1．已知反应CO（g）+Cl2（g）?COCl2（g）在某温度恒容条件下进行，反应开始时c（CO）=0.0350mol•L-1，c（Cl2）=0.0270mol•L-1，c（COCl2）=0.011 mol•L-1，达到平衡时，C（COCl2）=0.032mol•L-1．该条件下氯气的转化率是（　　）
A．60%B．77.8%C．48.0%D．34.4%
8．用铅蓄电池作电源电解某溶液100mL．已知该溶液中含SO2、KI，其物质的量浓度均为0.1mol/L，如图所示（C1、C2为石墨电极），下列说法正确的是（　　）
A．铅蓄电池工作一段时间后A溶液的pH变小
B．当B烧杯中I-的浓度降为0.05mol/L时，消耗A中的H2SO4的物质的量为0.025mol
C．当C1、C2两极均产生气体时，应有至少3.6×1022个电子从电路中流过
D．铅蓄电池工作时负极电极反应式为：PbO2-2e-+H2SO4═PbSO4+2H2O+SO${\;}_{4}^{2-}$
5．可逆反应在一定条件下达到化学平衡时，下列说法不正确的是（　　）
A．正反应速率等于逆反应速率B．反应物和生成物浓度不再发生变化
C．反应体系中混合物的组成保持不变D．正、逆反应速率都为零
6．下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是（　　）
A．用氯化铁溶液腐蚀铜板：Cu+Fe3+═Cu2++Fe2+
B．碘水中通入适量的SO2：I2+SO2+2H2O═2I-+SO42-+4H+
C．硝酸银溶液中滴加过量氨水：Ag++NH3•H2O═AgOH↓+NH4+
D．0.5 mol/L NaHSO4与0.5 mol/L Ba（OH）2混合至溶液呈中性：Ba2++OH-+SO42-+H+═BaSO4↓+H2O

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