某学校开展文化周活动,活动内容有征文比赛、歌咏比赛等等,其中有一项活动是分学科的创新思维大赛。其中化学科的比赛题目之一是“假如光照条件下没有丁达尔效应……”。假如你是参加该校创新思维大赛的一名学生,请你完成你的作品。
硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化学试剂,可由如下反应制取:SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(g)△H
针对该反应回答下列问题:
(1)已知:①SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g) 2SOCl2(g)△H1=-akJ/mol
②SO2Cl2(g)+SCl2(g) 2SOCl2(g)△H2=-bkJ/mol(a>b>0)
则△H=________kJ/mol(用a、b的代数式表示)
(2)为了提高该反应中Cl2的平衡转化率,下列措施合理的是________(填字母序号)。
A.缩小容器体积 | B.使用催化剂 | C.增加SO2浓度 | D.升高温度 |
(3)若在绝热、恒容的密闭体系中,投入一定量SO2和Cl2,发生该反应,下列示意图能说明t1 时刻反应达到平衡状态的是(填字母序号)。(下图中υ正、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量)
(4)若在催化剂作用下,将n molSO2与nmolCl2充入容积可变的密闭容器中,并始终保持温度为T,压强为P。起始时气体总体积为10L,t min时反应达到平衡状态,此时气体总体积为8L。
①在容积改变的条件下,反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示。则υ(SO2)= _________。
②此温度下,该反应的K=_________。
③相同条件下,若将0.5nmolSO2与0.5nmolCl2充入该容器,到达平衡状态时,混合物中SO2Cl2的物质的量是_________。
(5)该反应的产物SO2Cl2遇水发生剧烈水解生成两种强酸,写出其化学方程式_______________;已知于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液时,最先产生的沉淀是______。
金属及其化合物在国民经济发展中起着重要作用。
(1)工业上以黄铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应:2Cu2O+ Cu2S=6Cu+SO2
该反应的氧化剂是_________,当生成19.2gCu时,反应中转移的电子为_____mol。铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生成(碱式碳酸同)。该过程负极的电极反应式_______________。
(2)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(分别作为两个电极的反应物,固体
陶瓷(可传导
)为电解质,其原理如图所示:
①根据下表数据,请你判断该电池工作的适宜温度应控制在_______。
②放电时,电极A为____极,S发生_______反应。
③放电时,内电路中的的移动方向为_______(填“从A到B”或“从B到A”)。
④充电时,总反应为Na所在电极与直流电源_______极相连,阳极的电极反应式为________.
以化学反应原理为依据,以实验室研究为基础,可以实现许多化工生产。
I分解水制取氢气的工业制法之一是“硫-碘循环法”,主要涉及下列反应:
(1)分析上述反应,下列判断正确的是____。
a. 循环过程中产生1的同时产生
b. 反应①中还原性比
强
c. 循环过程中需补充
d. 反应③易在常温下进行
(2)在一定温度下,向2L密闭容器中加入,发生反应②.物质的量随时间的变化如图所示。
内的平均反应速率
的转化率=_______
(3)恒温恒容条件下,硫发生转化的反应过程和能量关系如图所示。
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_______;
②恒温恒容时,和
充分反应,放出热量的数值比
_____(填“大”、“小”或“相等”)
II.氮化硅()是一种新型陶瓷材料,工业上有石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得:
(1)该反应平衡常数的表达式为K=_______.升高温度,其平衡常数_________(填“增大”、“减少”或“不变”)。
(2)该化学反应速率与反应时间的关系如图所示时引
起突变的原因是_____,
引起变化的因素是_____,
时引
小变化、
大变化的原因是_________.
物质A ~ G有下图所示转化关系部分反应物、生成物未列出)。其中A为某金属矿的主要成分,经过一系列反应可得到气体B和固体C。单质C可与E的浓溶液发生反应,G为砖红色沉淀。
请回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:B___________、G___________。
(2)反应②的化学方程式是__________________________________________________。
(3)利用电解可提纯C物质,现以碱性锌锰电池为外电源,在该电解反应中电解质溶液是_______________,阳极物质是______________。MnO2是碱性锌锰电池的正极材料,电池放电时,正极的电极反应式为_____________________________________________。
(4)将0.20 mol B和0.10 mol O2充入一个固定容积为5 L的密闭容器中,在一定温度并有催化剂存在下,进行反应①,经半分钟后达到平衡,测得容器中含D 0.18 mol,则vO(2)== ______________mol/L·min);若温度不变,继续通入0.20 mol B和0.10 mol O2,则平衡________________移动填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”),再次达到平衡后,________mol < nD) < ________mol。
(5)写出FG转化过程中,甲醛参与反应的化学方程式:_______________________________。
目前,“低碳经济”备受关注,CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知某反应的平衡表达式为:它所对应的化学反应为:。
(2)—定条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器中,发生(1)中反应:其相关数据如下表所示:
容器 |
容积/L |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
|
C(s) |
H2O(g) |
H2(g) |
||||
甲 |
2 |
T1 |
2 |
4 |
3.2 |
8 |
乙 |
1 |
T2 |
1 |
2 |
1.2 |
3 |
①T1℃时,该反应的平衡常数K=
②乙容器中,当反应进行到1.5min时,H2O(g)的物质的量浓度(填选项字母)。
A.=0.8mol·L-1B.=1.4mol·L-1
C.<1.4mol·L-1D.>1.4mol·L-1
③丙容器的容积为1L,T1℃时,按下列配比充入C(s)、H2O(g)、CO2(g)和H2(g), 达到平衡时各气体的体积分数与甲容器完全相同的是(填选项字母)。
A.0.6mol1.0mol0.5mol1.0mol
B.0.6mol2.0mol0mol0mol
C.1.0mol2.0mol1.0mol2.0mol
D.0.25mol0.5mol0.75mol1.5mol
(3)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:
2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
投料比[n(H2) / n(CO2)] |
500 K |
600 K |
700 K |
800 K |
1.5 |
45% |
33% |
20% |
12% |
2.0 |
60% |
43% |
28% |
15% |
3.0 |
83% |
62% |
37% |
22% |
①该反应的焓变△H0,熵变△S0(填>、<或=)。
②用甲醚作为燃料电池原料,在碱性介质中该电池负极的电极反应式。
若以1.12 L·min-1(标准状况)的速率向该电池中通入甲醚(沸点为-24.9 ℃),用该电池电解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液,通电0.50 min后,理论上可析出金属铜g。