电石(主要成分为CaC2.杂质为Ca3P2及CaS等)是重要的基本化工原料.主要用于生产乙炔气．(1)为探究碳化钙合成机理.有学者认为可能存在以下5种反应:①CaO+3C?CaC2+CO平衡常数K1②CaO+C?Ca+CO平衡常数K2③Ca+2C?CaC2平衡常数K3④2CaO+CaC2?3Ca+2CO平衡常数K4⑤CaC2?Ca+2C平衡常数K5相应图象如下:Ⅰ．其中属于� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

1．电石（主要成分为CaC₂，杂质为Ca₃P₂及CaS等）是重要的基本化工原料，主要用于生产乙炔气．
（1）为探究碳化钙合成机理，有学者认为可能存在以下5种反应（状态已省略）：
①CaO+3C?CaC₂+CO平衡常数K₁
②CaO+C?Ca+CO平衡常数K₂
③Ca+2C?CaC₂平衡常数K₃
④2CaO+CaC₂?3Ca+2CO平衡常数K₄
⑤CaC₂?Ca+2C平衡常数K₅
相应图象如下：

Ⅰ．其中属于放热反应的是③（填序号）；从平衡常数看，2700℃以上反应趋势最小的是⑤⑤（填序号）．
Ⅱ．已知2000℃时，②CaO（s）+C（s）?Ca（g）+CO（g）△H₁=a kJ•mol^-1 ③Ca（g）+2C（s）?CaC₂（s）△H₂=b kJ•mol^-1
④2CaO（s）+CaC₂（s）?3Ca（g）+2CO（g）△H₃
则△H₃=2a-bkJ•mol^-1（用含a、b的代数式表示）
（2）目前工业上合成电石主要采用氧热法．
已知：CaO（s）+3C（s）=CaC₂（s）+CO（g）△H=+464.1kJ•mol^-1
C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1
若不考虑热量耗散，物料转化率均为100%，最终炉中出来的气体只有CO．则为了维持热平衡，每生产1molCaC₂，则投料的量为：1molCaO、7.2molC 及2.1molO₂．
（3）制乙炔后的固体废渣主要成分为Ca（OH）₂，可用于制取漂白粉，则制取漂白粉的化学方程式为2Ca（OH）₂+2Cl₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；制乙炔的杂质气体之一PH₃，经分离后与甲醛及盐酸在70℃、Al（OH）₃催化的条件下，可合成THPC阻燃剂{[P（CH₂OH）₄]Cl }，该反应的化学方程式为PH₃+4HCHO+HCl$\frac{\underline{\;氢氧化铝\;}}{70℃}$[P（CH₂OH）₄]Cl．

分析（1）Ⅰ．温度越高K值越小的反应是放热反应；反应趋势最小的是平衡常数曲线最平坦，由此分析解答；
Ⅱ．由反应，②CaO（s）+C（s）?Ca（g）+CO（g）△H₁=a kJ•mol^-1；③Ca（g）+2C（s）?CaC₂（s）△H₂=b kJ•mol^-1；根据盖斯定律，目标反应的反应热为：②×2-③得；
（2）若不考虑热量耗散，物料转化率均为100%，最终炉中出来的气体只有CO．则为了维持热平衡，所以每生产1molCaC₂，则投料的量为：1molCaO、而投入碳的量为：3mol+$\frac{464.1kJ}{110.5kJ•mo{l}^{-1}}$=7.2mol，氧气的物质的量为：$\frac{464.1kJ}{110.5kJ•mo{l}^{-1}}$×$\frac{1}{2}$=2.1mol；
（3）制乙炔后的固体废渣主要成分为Ca（OH）₂，可用于制取漂白粉，则制取漂白粉的化学方程式为2Ca（OH）₂+2Cl₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；制乙炔的杂质气体之一PH₃，经分离后与甲醛及盐酸在70℃、Al（OH）₃催化的条件下，可合成THPC阻燃剂{[P（CH₂OH）₄]Cl }，该反应的化学方程式为PH₃+4 HCHO+HCl $\frac{\underline{\;氢氧化铝\;}}{70℃}$[P（CH₂OH）₄]Cl．

解答解：（1）Ⅰ．温度越高K值越小的曲线是③，所以③是放热反应；反应趋势最小的是平衡常数曲线最平坦是⑤，故答案为：③；⑤；（2分）；
Ⅱ．由反应，②CaO（s）+C（s）?Ca（g）+CO（g）△H₁=a kJ•mol^-1；③Ca（g）+2C（s）?CaC₂（s）△H₂=b kJ•mol^-1；根据盖斯定律，目标反应的反应热为：②×2-③得△H₃=（2a-b）kJ•mol^-1，故答案为：2a-b；
（2）若不考虑热量耗散，物料转化率均为100%，最终炉中出来的气体只有CO．则为了维持热平衡，所以每生产1molCaC₂，则投料的量为：1molCaO、而投入碳的量为：3mol+$\frac{464.1kJ}{110.5kJ•mo{l}^{-1}}$=7.2mol，氧气的物质的量为：$\frac{464.1kJ}{110.5kJ•mo{l}^{-1}}$×$\frac{1}{2}$=2.1mol，故答案为：7.2；2.1；
（3）制乙炔后的固体废渣主要成分为Ca（OH）₂，可用于制取漂白粉，则制取漂白粉的化学方程式为2Ca（OH）₂+2Cl₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；制乙炔的杂质气体之一PH₃，经分离后与甲醛及盐酸在70℃、Al（OH）₃催化的条件下，可合成THPC阻燃剂{[P（CH₂OH）₄]Cl }，该反应的化学方程式为PH₃+4 HCHO+HCl $\frac{\underline{\;氢氧化铝\;}}{70℃}$[P（CH₂OH）₄]Cl，故答案为：2Ca（OH）₂+2Cl₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；PH₃+4 HCHO+HCl $\frac{\underline{\;氢氧化铝\;}}{70℃}$[P（CH₂OH）₄]Cl．

点评本题考查学生化学平衡常数、盖斯定律以、化学平衡移动的影响和化学方程式的书写方面的知识，综合性强，难度不大．

练习册系列答案

12．下列各组离子一定能大量共存的是（　　）

	A．	在无色溶液中：NH₄⁺、Fe²⁺、SO₄^2-、CO₃^2-
	B．	在含大量Ba²⁺溶液中：NH₄⁺、Na⁺、Cl^-、OH^-
	C．	在强碱溶液中：Na⁺、K⁺、Cl^-、SO₃^2-
	D．	在酸性的溶液中：K⁺、Fe²⁺、Cl^-、CH₃COO^-

9．同温同压下，等物质的量的NO和NO₂具有相同的（　　）

16．

如图中U→Z六种物质在适当条件下能实现图示箭头方向一步转化，且反应①、②均为置换反应，满足条件的物质组是（　　）

序号	U	W	Y	X
①	Na	H₂O	Na₂O₂	NaOH
②	Fe	H₂O	C	H₂
③	HBr	Cl₂	CH₄	HCl
④	CuCl₂（aq）	Al	HCl（aq）	AlCl₃（aq）

6．向Na₂SO₄和Al₂（SO₄）₃的混合溶液中，逐滴加入KOH溶液．下列图象能正确表示反应生成沉淀的质量（m）与加入KOH溶液体积（v）的关系是（　　）

13．江苏有着丰富的海水资源，合理利用资源和保护环境是我省可持续发展的重要保证．
（1）海水经过处理后可以得到无水氯化镁，无水氯化镁是工业制取镁的原料．试写出由无水氯化镁制取金属镁的化学反应方程式MgCl₂ $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．
（2）某化工厂生产过程中会产生含有Cu²⁺和Pb²⁺的污水．排放前拟用沉淀法除去这两种离子，根据下列数据，你认为投入Na₂S（选填“Na₂S”或“NaOH”）效果更好．

难溶电解质	Cu（OH）₂	CuS	Pb（OH）₂	PbS
K_sp	4.8×10^-20	6.3×10^-36	1.2×10^-15	1.0×10^-28

（3）火力发电在江苏的能源利用中占较大比重，但是排放出的SO₂会造成一系列环境和生态问题．利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如图所示：

①天然海水的pH≈8海水中主要含有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、Br^-、CO₃^2-、HCO₃^-等离子，试用离子方程式解释天然海水呈弱碱性的原因CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-或 HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-（任写一个）．
②某研究小组为探究提高含硫烟气中SO₂的吸收效率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如图所示．

请你根据图示实验结果，就如何提高一定浓度含硫烟气中SO₂的吸收效率，提出一条合理化建议：降低含硫烟气温度（或流速）．
③天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H₂SO₃、HSO₃^-等分子或离子，通入氧气氧化的化学原理是2H₂SO₃+O₂=4H⁺+2SO₄^2-或2HSO₃^-+O₂=2H⁺+2SO₄^2-（任写一个化学方程式或离子方程式）．氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸（H⁺）．

10．下列说法不正确的是（　　）

	A．	热的纯碱溶液比冷的纯碱溶液去油污效果好
	B．	盛放Na₂CO₃溶液的试剂瓶不能用橡胶塞
	C．	将AlCl₃溶液加热、蒸干、灼烧，可得到固体Al₂O₃
	D．	铁在潮湿的环境下生锈与盐类水解无关

11．2015年8月12日天津港危险品仓库发生的爆炸事故，再次警示人们不可忽视化学试剂的规范储存．下列叙述不正确的是（　　）

	A．	钠保存在细口瓶中并加煤油液封
	B．	新制氯水保存在棕色瓶中并置于冷暗处
	C．	NaOH溶液保存在无色试剂瓶中并要塞紧橡胶塞
	D．	硫酸亚铁溶液存放在加有少量铁粉的试剂瓶中

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