硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用。(1)SO2Cl2常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。已知:SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g) △H=+97
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硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用。(1)SO2Cl2常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。已知:SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g) △H=+97
题型:不详
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硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用。
(1)SO
2
Cl
2
常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。已知:SO
2
Cl
2
(g)
SO
2
(g)+Cl
2
(g) △H=+97.3 kJ·mol
-1
。某温度时向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0. 20mol SO
2
Cl
2
,达到平衡时,容器中含0.18mol SO
2
,则此过程反应吸收的热量为_____ kJ,该温度时反应的平衡常数为_____。将上述所得混合气体溶于足量BaCl
2
溶液中,最终生成沉淀的质量为_______。
(2)工业上制备硫酸的过程中存在反应:2SO
2
(g)+O
2
(g)
2SO
3
(g) △H=-198kJ·mol
-1
,400℃,1.01×10
5
Pa,向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量 SO
2
和O
2
,n(SO
3
)和n(O
2
)随时间的变化曲线如图所示。
①0~20min反应的平均速率υ(O
2
)=___________。
②下列叙述正确的是
。
a.A点υ正(SO
2
)>υ逆(SO
2
)
b.B点处于平衡状态
c.C点和D点n(SO
2
)相同
d.其它条件不变,500℃时反应达平衡,n(SO
3
)比图中D点的值大
(3)工业上用Na
2
SO
3
溶液吸收烟气中的SO
2
。将烟气通入1.0 mol·L
-1
的Na
2
SO
3
溶液,当溶液pH约为6时,Na
2
SO
3
溶液吸收SO
2
的能力显著下降,应更换吸收剂。此时溶液中c (SO
3
2
-
)的浓度是0.2 mol·L
-1
,则溶液中c(HSO
3
-
)是__mol·L
-1
。
答案
(1)17.5 1.62 46.6g
(2)0.02mol/(L·min) ac
(3)1.6mol/L
解析
(1)达到平衡时,容器中含0.18mol SO
2
,则根据热化学方程式可知,此过程反应吸收的热量为97.3 kJ·mol
-1
×0.18mol=17.5kJ。根据方程式可知
SO
2
Cl
2
(g)
SO
2
(g)+Cl
2
(g)
起始浓度(mol/L) 0.20 0 0
转化浓度(mol/L) 0.18 0.18 0.18
平衡浓度(mol/L) 0.02 0.18 0.18
所以该温度下反应的平衡常数K=
=1.62。
所得混合气体溶于足量BaCl
2
溶液中,发生反应SO
2
+Cl
2
+2H
2
O=H
2
SO
4
+2HCl,所以促使平衡持续向正反应方向进行,因此最终生成沉淀的物质的量是0.20mol,则硫酸钡的质量为0.20mol×232g/mol=46.6g。
(2)①根据图像可知20min时三氧化硫的物质的量是1.6mol,则消耗氧气的物质的量是0.8mol,浓度是0.4mol/L,所以0~20min反应的平均速率υ(O
2
)=0.4mol/L÷20min=0.02mol(L·min);
②a.根据图像可知A点反应没有达到平衡状态,平衡向正反应方向进行,则υ正(SO
2
)>υ逆(SO
2
),a正确;b.B点物质的浓度仍然是变化的,反应没有处于平衡状态,b不正确;c.C点和D点均是相同条件下的平衡状态,因此n(SO
2
)相同,c正确;d.正方应是放热反应,其它条件不变,升高温度平衡向逆反应方向移动,所以500℃时反应达平衡,n(SO
3
)比图中D点的值小,d不正确,答案选ac。
(3)溶液中c (SO
3
2
-
)的浓度是0.2 mol·L
-1
,则消耗c (SO
3
2
-
)的浓度=1.0mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L,因此根据方程式SO
3
2
-
+SO
2
+H
2
O=2HSO
3
-
可知溶液c(HSO
3
-
)=0.8mol/L×2=1.6mol/L
举一反三
2012年8月24日,武汉市一家有色金属制造厂发生氨气泄露事故。已知在一定温度下,合成氨工业原料气H
2
制备涉及下面的两个反应:
C(s)+H
2
O(g)
CO(g)+H
2
(g);
CO(g)+H
2
O(g)
H
2
(g)+CO
2
(g)。
(1)判断反应CO(g)+H
2
O(g)
CO
2
(g)+H
2
(g)达到化学平衡状态的依据是________。(多选、漏选、错选均不得分)
A.容器内压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.v
正
(H
2
)=v
逆
(H
2
O) D.c(CO
2
)=c(CO)
(2)在2 L定容密闭容器中通入1 mol N
2
(g)和3 mol H
2
(g),发生反应:3H
2
(g)+N
2
(g)
2NH
3
(g),ΔH<0,测得压强-时间图像如图甲,测得p
2
=0.6p
1
,此时温度与起始温度相同,在达到平衡前某一时刻(t
1
)若仅改变一种条件,得到如乙图像。
①若图中c=1.6 mol,则改变的条件是________(填字母);
②若图中c<1.6 mol,则改变的条件是__________(填字母);此时该反应的平衡常数____________。(填字母)(填“增大”、“减小”、“不变”)
A.升温 B.降温 C.加压 D.减压 E.加催化剂
(3)如(2)题中图甲,平衡时氢气的转化率为________。
(4)工业上可利用如下反应:H
2
O (g)+CH
4
(g)
CO(g)+3H
2
(g)制备CO和H
2
。在一定条件下1 L的密闭容器中充入0.3 mol H
2
O和0.2 mol CH
4
,测得H
2
(g)和CH
4
(g)的物质的量浓度随时间变化曲线如右图所示:0~4 s内,用CO(g)表示的反应速率为____________。
题型:不详
难度:
|
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(14分)2SO
2
(g)+O
2
(g)
2SO
3
(g)是生产硫酸的主要反应之一。下表是原料气按
投料,在
时,不同温度下SO
2
的平衡转化率。
(1)该反应是_
反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)
时,将含10 mol SO
2
的原料气通入一密闭容器中进行反应平衡时SO
2
的物质的量是
mol。
(3)硫酸厂尾气(主要成分为SO
2
、O
2
和N
2
)中低浓度SO
2
的吸收有很多方法。
①用氨水吸收上述尾气,若尾气中SO
2
与氨水恰好反应得到弱碱性的(NH
4
)
2
SO
3
溶液,则有关该溶液的下列关系正确的是
(填序号)。
②用MnO
2
与水的悬浊液吸收上述尾气并生产MnSO
4
i.得到MnSO
4
的化学方程式是
ii.该吸收过程生成MnSO
4
时,溶液的pH变化趋势如图甲,SO
2
的吸收率与溶液pH的关系如图乙。
图甲中pH变化是因为吸收中有部分SO
2
转化为H
2
SO
4
生成H
2
SO
4
反应的化学方程式是____;由图乙可知pH的降低
SO
2
的吸收(填“有利于”或“不利于”),用化学平衡移动原理解释其原因是
。
题型:不详
难度:
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分1923年以前,甲醇一般是用木材或其废料的分解蒸馏来生产的。现在工业上合成甲醇几乎全部采用一氧化碳或二氧化碳加压催化加氢的方法,工艺过程包括造气、合成净化、甲醇合成和粗甲醇精馏等工序。
已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
(1)反应②是____________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H
2
的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如下图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_____K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
据反应①与②可推导出K
1
、K
2
与K
3
之间的关系,则K
3
=_________(用K
1
、K
2
表示
(3)在3L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如下图所示,若在t
0
时刻分别改变一个条件,则曲线Ⅰ可变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是_____________。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是________。
(4)甲醇燃料电池有着广泛的用途,若采用铂为电极材料,两极上分别通入甲醇和氧气,
以氢氧化钾溶液为电解质溶液,则该碱性燃料电池的负极反应式是_________________;
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成醋酸。通常状况下,将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)
2
溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba
2
+
)=c(CH
3
COO
-
),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为_____________。
题型:不详
难度:
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kJ
。在2L恒容密闭容器中各物质的浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.前25min内反应放出的热量为46.lkJ
B.第25min改变的条件是将NH
3
从反应体系中分离出去
C.若第60min时反应又达到了平衡,则时段Ⅲ改变的条件是降低温度
D.若时段I中投入物质的浓度为原来的2倍,则反应物的转化率增大,平衡常数不变
题型:不详
难度:
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(18分)钛被誉为“二十一世纪的金属”,用途广泛。按下图所示组成的产业链可以大大提高资源利用率并能减少环境污染。请回答下列问题:
(1)已知中FeTiO
3
元素的化合价为+3,钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的过程中________元素被氧化,每生产1. 9kgTiCl
4
消耗Cl
2
在标准状况下的体积为________L。
则金属Mg还原TiCl
4
制取金属Ti (s)的热化学方程式为___________.
(3)某化学兴趣小组探究外界条件对合成甲醇反应的影响。
①在300℃时,向体积为1L的密闭容器中加入2mol H
2
和1mol CO,CO和CH
3
OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
则从反应开始到建立平衡,v(H
2
)为___________ ;
该温度下
的化学平衡常
数为___________
。
②在其它条件不变,只改变其中的一个条件,该小组同学
根据实验绘制如下图像,其中与事实相符的是为___________(填
序号)。
(4)电解饱和食盐水是氯碱工业的基础。
①电解饱和食盐水的离子方程式为为___________ 。
②电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,盐酸的作用为为___________。(用必要的离子方程式和文字说明)
题型:不详
难度:
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