(10分)最近雾霾天气肆虐我国大部分地区,其中SO2是造成空气污染的主要原因,利用钠碱循环法可除去SO2。
(1)钠碱循环法中,吸收液为Na2SO3溶液,该反应的离子方程式是 。
(2)已知H2SO3的电离常数为K1=1.54×10-2,K2=1.024×10-7,H2CO3的电离常数为K1=4.30×10-7,K2=15.60×10-11,则下列微粒可以大量共存的是 (填序号)
A.CO32- 、HSO3- B.HSO3-、HCO3- C.SO32- 、HCO3- D.HCO3-、H2SO3
(3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) |
91:9 |
1:1 |
9:91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
①根据上表判断NaHSO3溶液显 性,试解释原因
②在NaHSO3溶液中离子浓度关系不正确的是
A.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
B.c(H2SO3)+c(H+)= c(SO32-)+c(OH-)
C.c(Na+)> c(HSO3-)> c(H+)> c(SO32-)> c(OH-)
D.c(H+)+ c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+ c(OH-)
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃ |
700 |
800 |
830 |
1000 |
1200 |
K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K = 。
(2)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 (多选扣分)。
A.容器中压强不变B.混合气体中 c(CO)不变
C.υ正(H2)=υ逆(H2O)D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。
(5)某温度下,将CO和水蒸气各1mol置于体积为1L的密闭容器中反应,达到平衡后测得CO2为0.5mol,再通入4mol水蒸气,达到新的平衡后CO2的物质的量等于__________mol。
某温度下水的离子积为KW =1×10-13,若将此温度下pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计),试通过填写以下不同情况时两种溶液的体积比:
(1)若所得混合液为中性,则a∶b= ;
(2)若所得混合液的pH=2,则a∶b= ;
(3)若所得混合液的pH=10,则a∶b= 。
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)写出镁在CO2中燃烧的化学方程式为_________ _ ____。
(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是__________。
②由MgO可制成“镁-次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图1,该电池反应的离子方程式为 ____________________。
图1图2图3
(3)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K=______________。
②取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述CO2转化为甲醇反应的ΔH_______(填“>” “<”或“=”)0。
③在两种不同温度下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ ________KⅡ(填“>” “<”或“=”)。
④一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。
容器 |
甲 |
乙 |
反应物 投入量 |
1molCO2 3molH2 |
a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) (a、b、c均不等于0) |
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为____________。
过氧化氢和臭氧都是常见的绿色氧化剂,在工业生产中有着重要的用途。
(1)据报道以硼氢化合物NaBH4(B为+3价)和H2O2作原料的燃料电池,可用作通信卫星电源。负极材料采用Pt或C,正极材料采用MnO2,其工作原理如图所示。该电池放电时正极的电极反应式为_________________________;MnO2除了作正极材料外,还可能对电极反应具有_________________作用。
(2)火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料,液态过氧化氢为助燃剂。已知:
N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g),ΔH=-534 kJ·mol-1
H2O2(l)===H2O(l)+O2(g),ΔH=-98 kJ·mol-1
H2O(l)===H2O(g),ΔH=+44 kJ·mol-1
试写出N2H4和液态H2O2反应生成气态水的热化学方程式___________________。
(3)O3可由臭氧发生器(原理如右图所示)电解稀硫酸制得。
①图中阴极为___________(填“A”或“B”)。
②若C处不通入O2,A极的电极反应式为_________________。
③若C处通入O2,则A极的电极反应式为_________________。
(4)新型O3氧化技术对燃煤烟气中的NOx和SO2脱除效果显著,锅炉烟气中的NOx 95%以上是以NO形式存在的,可发生反应NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)。在一定条件下,将NO和O3通入绝热恒容密闭容器中发生上述反应,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确说法是________。
a.反应在c点达到平衡状态
b.反应物浓度:b点小于c点
c.该反应为放热反应
d.Δt1=Δt2时,NO的转化量:a~b段小于b~c段
(1)反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H1,平衡常数为K1;
反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) △H2,平衡常数为K2;在不同温度时K1、K2的值如下表:
700℃ |
900℃ |
|
K1 |
1.47 |
2.15 |
K2 |
2.38 |
1.67 |
①反应CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) △H,平衡常数为K,则△H= (用△H1和△H2表示),K= (用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g) + H2(g)
CO(g) + H2O(g)是 反应(填“吸热”或“放热”)。
②能判断CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g)达到化学平衡状态的依据是 (填序号)。
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)= v逆(H2O) D.c(CO)= c(CO2)
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H > 0,CO2的浓度与时间的关系如图所示。
① 该条件下反应的平衡常数为 ;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0mol·L-1,则平衡时CO2的浓度为____________mol·L-1。
②下列措施中能使平衡时增大的是__________(填序号)。
A.升高温度B.增大压强
C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉