(14分)铅及其化合物工业生产及日常生活具有非常广泛的用途。(1)瓦纽科夫法熔炼铅,其相关反应的热化学方程式如下:2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+

(14分)铅及其化合物工业生产及日常生活具有非常广泛的用途。(1)瓦纽科夫法熔炼铅,其相关反应的热化学方程式如下:2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+

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(14分)铅及其化合物工业生产及日常生活具有非常广泛的用途。
(1)瓦纽科夫法熔炼铅,其相关反应的热化学方程式如下:
2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) ΔH=" a" kJ/mol
PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g)   ΔH=" b" kJ·mol-1
PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) ΔH=" c" kJ·mol-1
反应3PbS(s) + 6O2(g) = 3PbSO4(s)  ΔH="kJ" ·mol-1(用含a,b ,c的代数式表示)。
(2)还原法炼铅,包含反应PbO(s)+CO(g) Pb(s) + CO2(g) ΔH,该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表
温度
300
727
1227
lgK
6.17
2.87
1.24
①该还原反应的△H0(选填:“>”“<”“=”)。
②当IgK=1且起始时只通入CO(PbO足量),达平衡时,混合气体中CO的体积分数为。
(3)引爆导弹、核武器的工作电源通常Ca/PbSO4热电池,其装置如图所示,该电池正极的电极反应式为          

(4)PbI2:可用于人工降雨。取一定量的PbI2固体,用蒸馏水配制成t℃饱和溶液,准确移取25.00mLPbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH+(发生:2RH++PbI2=R2Pb+2H++2I-),用250ml洁净的锥形瓶接收流出液,最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液一并盛放到锥形瓶中(如图)。加入酚酞指示剂,用0.0025mol·L-1NaOH溶液滴定,当达到滴定终点时,用去氢氧化钠溶液20.00mL。可计算出t℃时PbI2 Ksp为。
(5)铅易造成环境污染,水溶液中的铅存在形态主要有6种,它们与pH关系如图所示,含铅废水用活性炭进行处理,铅的去除率与pH关系如图所示。

①常温下,pH=11→13时,铅形态间转化的离子方程式为。
②用活性炭处理,铅的去除率较高时,铅主要应该处于(填铅的一种形态的化学式)形态。
答案
(1)2a+2b-3c  
(2)①<;  ②9.09%
(3)PbSO4 + 2e= SO42+ Pb(或PbSO4 +Ca2++ 2e= CaSO4+ Pb)
(4)4×10-9
(5)①Pb(OH)2 + OH Pb(OH)3  ②Pb2+
解析

试题分析:(1)依据盖斯定律,将前两式分别乘2,减去最后一式乘3,即可得所求反应的H。(2)①lgK与K为增函数关系,从表中数据知,温度越高,K越小,说明正反应放热。②lgK=1,得K=10。设开始时通入CO为amol/L,达平衡时转化了x mol/L,则平衡时,CO为(x-a)mol/L,CO2为x mol/L,由K===10,解得=9.09%。(3)由电池的装置图分析知,Ca作为负极,失去电子。则另一极为正极,得电子,化合价降低,即由PbSO4转化为Pb。(4)滴定过程中消耗的OH,即为阳离子交换出来的H,n(H)=0.0025×20×10-3,c(H)=n(H)/25×10-3=2×10-3 mol/L,而C(H)=C(I),由PbI2的化学式知,C(Pb2)= C(I)/2=10-3 mol/L,Ksp(PbI2)=c(Pb2)c2(I)= 10-3×(2×10-3)2=4×10-9。(5)从左图分析,当pH由11变到13时,是Pb(OH)2向Pb(OH)3转化,结合一个OH。从右图看,铅的去除率最高时,pH大约为6.5左右,对比左图知,在pH=6.5时,铅主要以Pb2存在。
举一反三
一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),根据题意,以下说法正确的是
A.E点的平衡常数大于D点的平衡常数,且该反应的ΔH <0
B.容器中气体的总物质的量E点大于D点
C.当容器内气体密度不变时,说明该反应已达到平衡状态
D.v(甲醇)=mol/(L·min)-1表示500 ℃以上反应在D点的速率

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(14分) (1)在恒温,容积为1 L恒容中,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示(已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1),请回答下列问题:

①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:________________________________
______________________________________________________________________。
②ΔH2=__________kJ·mol-1
③在相同条件下,充入1 mol SO3和0.5 mol的O2,则达到平衡时SO3的转化率为______________;此时该反应________(填“放出”或“吸收”)________kJ的能量。
(2)中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
①有效“减碳”的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是________(填序号)。
A.电解水制氢:2H2O2H2↑+O2
B.高温使水分解制氢:2H2O(g)2H2+O2
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O2H2↑+O2
D.天然气制氢:CH4+H2O(g)CO+3H2
②CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图2所示。从3 min到9 min,v(H2)=________mol·L-1·min-1

③能说明上述反应达到平衡状态的是________(填编号)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即
图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(3)工业上,CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数。下列说法正确的是________。
温度/℃
0
100
200
300
400
平衡常数
667
13
1.9×10-2
2.4×10-4
1×10-5
A.该反应正反应是放热反应
B.该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行,说明该反应ΔS<0
C.在T ℃时,1 L密闭容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100
D.工业上采用稍高的压强(5 MPa)和250 ℃,是因为此条件下,原料气转化率最高
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【化学——选修2:化学与技术】(15分)
红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基本化工原料,在印染工业、电镀工业和皮革工业中作辅助剂,在化学工业和制药工业中也可作氧化剂,应用领域十分广泛。实验室中红矾钠可用一种铬铁矿(主要成分:FeO·Cr2O3,还含有少量铝的氧化物)通过以下过程来制取。

回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中反应化学方程式为___FeO·Cr2O3+___Na2CO3+___O2===___Na2CrO4+___Fe2O3+___CO2。在常温下该反应速率极慢,下列措施中能使反应速率增大的是________(填字母序号)。
A.将原料粉碎     B.增加纯碱的用量     C.升高温度
(2)步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7~8,并煮沸,其目的是________________________。
(3)步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为________________________________________。
(4)利用下面的复分解反应,将红矾钠与KCl固体按1∶2物质的量之比混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体:Na2Cr2O7+2KCl===K2Cr2O7+2NaCl(已知:温度对氯化钠的溶解度影响很小,对重铬酸钾的溶解度影响较大)。基本实验步骤为①溶解;②________;③________;④冷却、结晶,再过滤得K2Cr2O7晶体。其中③应在_________________(填“高温”或“低温”)条件下进行。
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(14分)研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机,减少温室效应具有重要的意义。
(1)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  △H=-566 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)   △H=-802 kJ·mol-1
则CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=   kJ·mol-1
(2)在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

①据图可知,p1、p2、 p3、p4由大到小的顺序    
②在压强为p4、1100℃的条件下,该反应5min时达到平衡点X,则用CO表示该反应的速率为      。该温度下,反应的平衡常数为         。 
(3)CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)来制取。
① 在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,可认定平衡已达到的是        
A.体系压强不再变化B.H2与CO的物质的量之比为1:1
C.混合气体的密度保持不变D.气体平均相对分子质量为15,且保持不变
② 在某密闭容器中同时投入四种物质,2min时达到平衡,测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2.2molH2(g)和一定量的C(s),如果此时对体系加压,平衡向       (填“正”或“逆”)反应方向移动,第5min时达到新的平衡,请在右图中画出2~5min内容器中气体平均相对分子质量的变化曲线。

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下图是可逆反应X + Y  Z 在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述不正确的是   (  )  
A.t1时,正反应速率大于逆反应速率
B.t2时,达到该条件下的最大反应限度
C.t2- t3,反应不再发生,各物质的浓度相等
D.t3后,该反应的反应限度有可能被外界条件改变

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