硫酸的消费量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志。
(1)一定条件下,SO2与空气反应10 min后,SO2和SO3物质的量浓度分别为1.2 mol/L和2.0 mol/L,则SO2起始物质的量浓度为______;生成SO3的化学反应速率为______。
(2)若改变外界条件,发生SO2与空气反应生成SO3,使10 min内的用O2表示的反应速率为0.15mol/(L·min),则改变的条件可能是_______________。
A.压缩体积,增大压强 | B.降低温度 | C.充入大量的氮气 | D.仅增加SO2的浓度 |
(3)工业制硫酸,用过量的氨水对SO2尾气处理,请写出相关的离子方程式:____ _
A,B,C,D,E五种元素,均位于周期表的前四周期,它们的核电荷数依次增加,且核电荷数之和为57;B原子的L层P轨道中有2个电子,C的原子核外有三个未成对电子,D与B原子的价电子数相同,E原子的K层电子数与最外层电子数之比为2:1,其d轨道处于全充满状态。
(1)B,D可分别与A形成只含一个中心原子的共价化合物X和Y,其中X的电子式为;Y采取的杂化轨道类型为;C与A形成的常见化合物的分子构型为。
(2)B和D的最高价氧化物的晶体中熔点较高的是(填化学式),其原因。
(3)B与C比较电负性较大的是(填元素符号),E2+的核外电子排布式为。
(4)E2+与C的常见氢化物形成的配离子的离子反应方程式为。
(5)铝单质的晶体中原子的堆积方式如下图甲所示,其晶胞特征如下图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。若已知铝原子半径为d,NA表示阿伏加德罗常数,摩尔质量为M,则该原子的配位数,该晶体的密度可表示为______________,据下图计算,Al原子采取的面心立方堆积的空间利用率为 __________。
明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4、和H2SO4的工艺过程如下所示:
焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO4)2·12H2O + 3S = 2K2SO4 + 2Al2O3 + 9SO2 + 48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是。
(2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是。
(3)Al2O3在一定条件下可制得AlN,其晶体结构如图所示,该晶体中Al的配位数是。
(4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是。
(5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时:
2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)△H1 = -197 kJ /mol;
H2O(g)H2O(l)△H2 = -44 kJ/mol;
2SO2(g)+ O2(g)+ 2H2O(g)=2H2SO4(aq) △H3 = -545 kJ/mol。
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是。
焙烧948 t明矾(M =" 474" g/mol),若SO2的利用率为96%,可产生质量分数为98%的硫酸t。
甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用两种方法制备甲醇:
反应Ⅰ:CO(g) + 2H2 (g) CH3OH (g)DH1
反应Ⅱ:CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g)DH2
① 下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
由表中数据判断DH1_______________0(填“<”、“=”或“>”)。
② 某温度下,将2molCO和6molH2充入2L密闭容器中充分反应,4分钟后反应达到平衡,测得CO的物质的量为0.4mol,则CO的反应速率为________________,此时的压强是反应前压强的___________倍。
(2)反应Ⅱ的平衡常数表达式为____________________,为了加快反应Ⅱ的反应速率,并且提高H2的转化率,采取的措施是_______________(填写正确选项的字母)。
a.增大CO2的浓度 b.增大H2的浓度
c.增大压强 d.加入催化剂
(3)工业上利用CO与水蒸气的反应,将有毒的CO转化为无毒的CO2,书写有关热化学反应方程式__________________________________。该反应在830K下进行时,初始浓度到达平衡的时间有如下的关系:
CO的初始浓度(mol/L) |
2 |
4 |
1 |
3 |
H2的初始浓度(mol/L) |
3 |
2 |
3 |
3 |
时间(min) |
8 |
6 |
12 |
n |
则n 为________min。
(4)近年来,科研人员新开发出一种甲醇和氧气以强碱溶液为电解质溶液的新型手机电池。该电池中甲醇发生反应的一极为______极、其电极反应式为_________________。
(5)用该电池作电源,用惰性电极电解饱和NaCl溶液时,每消耗0.2mol CH3OH,阴极产生标况下气体的体积为L。
某工厂对制革工业污泥中Cr元素的回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+):
常温下部分阳离子以氢氧化物沉淀形式存在时溶液的pH见下表:
阳离子 |
Fe3+ |
Fe2+ |
Mg2+ |
Al3+ |
Cu2+ |
Cr3+ |
开始沉淀时的pH |
1.9 |
7.0 |
9.3 |
3.7 |
4.7 |
--- |
沉淀完全时的pH |
3.2 |
9.0 |
11.1 |
8.0 |
6.7 |
9(>9 溶解) |
(1)酸浸时,为了提高浸取效率可采取的措施是____________________(至少写一条)。
(2)加入H2O2 目的是氧化_______离子,其有关的离子方程式______________________。针铁矿(Coethite)是以德国诗人歌德(Coethe)名字命名的,组成元素是Fe、H、O,化学式量为89,其化学式是______________。
(3)调pH=8是为了将_____________离子(从Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+中选择)以氢氧化物沉淀的形式除去。滤出的沉淀中部分沉淀将溶解于足量的氢氧化钠溶液中,其有关的离子方程式是_____________________________________,取少量上层澄清溶液,向其中通入足量的CO2,又能重新得到相应的沉淀, 其有关的离子方程式为________________________。
(4)试配平最后一步相关的氧化还原方程式:
_____Na2Cr2O7 + ______SO2 + _______ H2O =" ______" Cr(OH)(H2O)5SO4 + ______ Na2SO4,每生成1mol Cr(OH)(H2O)5SO4时,该反应中转移的电子数为__________。
一定条件下将2.3 mol SO2气体和1.2 mol O2气体充入一容积可变的密闭容器中,可滑动活塞的位置如图1所示,在恒温恒压下发生如下反应:2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g),其中△H < 0 ,当反应达到平衡时,活塞位置如图2所示:
(1)平衡时SO2转化率为(计算结果精确至1%);
(2)该条件下反应的平衡常数为(保留三位有效数字);
(3)讨论温度对该反应中SO2转化率的影响。