(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示:回答下列问题:(1)在反应器中发生反应的化学方程式是______________。(2)在膜反

(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示:回答下列问题:(1)在反应器中发生反应的化学方程式是______________。(2)在膜反

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(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示:

回答下列问题:
(1)在反应器中发生反应的化学方程式是______________。
(2)在膜反应器中发生反应:2HI(g)H2(g)十I2 △H>0。若在一定条件下密闭容器中加入l mol HI(g),  n(H2)随时间(t)的变化如图所示:

①该温度下,反应平衡常数K=_______,若升高温度,K值将_______
(填“增大”、“减小”或“不变?’)。
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是___________________
(3)电渗析装置如下图所示:

①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是______________________________
②该装置中发生的总反应的化学方程式是________________________
(4)上述工艺流程中循环利用的物质是_________。
答案
(1)SO2+xI2+2H2O=H2SO4+2HIx;(2)①1/64,增大;②及时分离出H2,使平衡正向移动,提高HI的分解率;(3)①在阴极区发生反应:Ix-+(x-1)e-=xI-,且阳极区的H+通过交换膜进入阴极区,得以生成HI溶液;② 2HIx (x-1)I2+2HI;(4) I2
解析

试题分析:(1)根据流程示意图可知:在反应器中发生反应的化学方程式是SO2+xI2+2H2O=H2SO4+2HIx;(2)①该温度下,反应平衡常数;由于该反应的正反应是吸热反应,实验根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,实验化学平衡常数K值将增大;②使用膜反应器及时分离出H2,也就是减小了生成物的浓度,根据平衡移动原理,化学平衡向正反应方向移动,可以产生更多的生成物,从而提高了HI的分解率。(3)①由于阴极是与电源的负极连接的电极,有较多的负电荷,所以在阴极上发生反应:Ix-+(x-1)e-=xI-,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,阳极区的H+通过交换膜进入阴极区,从而生成HI溶液;②根据电极反应式可知:该装置中发生的总反应的化学方程式是2HIx (x-1)I2+2HI;(4)在上述工艺流程中循环利用的物质是I2
举一反三
如下图所示,图Ⅰ是恒压密闭容器,图Ⅱ是恒容密闭容器。当其它条件相同时,在Ⅰ、Ⅱ中分别加入2 mol X和2 mol Y,开始时容器的体积均为V L,发生如下反应并达到平衡状态(提示:物质X、Y的状态均未知,物质Z的状态为气态):
   
2X(?)+  Y(?)a Z(g)。
此时Ⅰ中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2。下列判断正确的是
A.物质Z的化学计量数a = 2
B.若X、Y均为气态,则在平衡时X的转化率:Ⅰ> Ⅱ
C.若Ⅱ中气体的密度如图Ⅲ所示,则X、Y都为气态
D.若X为固态、Y为气态,则Ⅰ、Ⅱ中从开始到平衡所需的时间:Ⅰ>Ⅱ

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在K2CrO4的溶液中存在着如下的平衡:2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O, K=1×1014。若用0.05mol K2Cr2O7配制成1 L K2CrO4溶液,其中c(Cr2O72)<10-5mol/L,则所配溶液的pH
A.>7B.<7C.=7D.无法确定

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1000℃时,FeO(s) + H2 Fe(s) + H2O,K=0.52。欲使容器中有1.0 mol FeO被还原,反应前容器中应充入a mol H2。则a最接近
A.1.0B.2.0C.3.0D.4.0

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密闭容器中,发生反应:CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) △H<0,下列说法正确的是
A.一定温度下,压缩容器体积,则正反应速率加快,逆反应速率减慢
B.若v生成(CH3OH)=v消耗(CO),则该反应达到平衡状态
C.升高温度,重新达到平衡时,增大
D.使用催化剂,反应的平衡常数增大

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(16分)NO和NO2是常见的氮氧化物,研究它们的综合利用有重要意义。
(1)氮氧化物产生的环境问题有          (填一种)。
(2)氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下:
①反应Ⅰ为:NO+O3=NO2+O2,生成11.2 L O2(标准状况)时,转移电子的物质的量是       mol。
②反应Ⅱ中,当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时,反应的化学方程式是      
(3)硝化法是一种古老的生产硫酸的方法,同时实现了氮氧化物的循环转化,主要反应为:
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) △H=-41.8 kJ·mol-1
①已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol-1
写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式                  
②一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1 mol,5min达到平衡,此时容器中NO 和NO2的浓度之比为3∶1,则NO2的平衡转化率是      
③上述反应达平衡后,其它条件不变时,再往容器中同时充入
NO2、SO2、SO3、NO各1mol,平衡 (填序号)。
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(4)某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3,装置如图,电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是            

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