(15分)【化学—选修化学与技术】印尼火山喷发不仅带来壮观的美景,还给附近的居民带来物质财富,有许多居民冒着生命危险在底部的火山口收集纯硫磺块来赚取丰厚收入。硫磺可用于生产化工原料硫酸。某工厂用下图所示的工艺流程生产硫酸:
请回答下列问题:
(1)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装______________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是_____________________________________________。
(2)为使硫磺充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%,为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为__________(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是________。
(3)与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是________(可多选)。
A.耗氧量减少 B.二氧化硫的转化率提高
C.产生的废渣减少 D.不需要使用催化剂
(4)硫酸的用途非常广,可应用于下列哪些方面__________________________。
A.橡胶的硫化 B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产 D.过磷酸钙的制备
(5)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式______________________________。
如图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O
请回答:
(1)甲池是________池,通入O2的电极作为________极,电极反应式为_______________________________________________________________。
(2)乙池是________池,A电极名称为________极,电极反应式为_______________________________________________________________。
乙池中的总反应离子方程式为______________________________________________________________,
溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,甲池中理论上消耗O2________mL(标准状况下)。
合成氨工业的核心反应是N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=Q kJ·mol-1。反应过程中能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化:E1________,E2________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500 ℃、2×107 Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2,充分反应后,放出的热量________(填“<”、“>”或“=”)46.2 kJ,理由是____________________________________________________________。
(10分)氯气在298 K、100 kPa时,在1 L水中可溶解0.090 mol,实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为______________________________________;
(2)在上述平衡体系中加入少量NaCl固体,平衡将向________移动(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)。
(3)如果增大氯气的压强,氯气在水中的溶解度将________(填“增大”、“减小”或“不变”),平衡将向________移动。(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)
(4)在饱和氯水中加入石灰石可得到较大浓度的次氯酸溶液,请运用学过的化学原理进行解释(次氯酸、碳酸的平衡常数分别为:K=3×10-8、K1=4.4×10-7):
;写出氯水与石灰石反应的离子方程式:。
(8分)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。反应A:4HCl+O2
2Cl2+2H2O
已知:ⅰ.反应A中,1 mol HCl被氧化,放出28.9 kJ的热量。
ⅱ.
(1)反应A的热化学方程式是。
(2)断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为kJ,H2O中H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)。
(3)大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:
①I-(aq)+O3(g)
IO-(aq)+O2(g) ΔH1
②IO-(aq)+H+(aq)
HIO(aq) ΔH2
③HIO(aq)+I-(aq)+H+(aq)
I2(aq)+H2O(l) ΔH3
总反应的化学方程式为,其反应热ΔH=。
在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)
2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:
(1)反应的△H0(填“大于”“小于”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为mol·L-1·s-1反应的平衡常数K1=。
(2)100℃时达到平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020 mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10s又达到平衡。
①T 100℃(填“大于”“小于”),判断理由是。
②温度T时反应的平衡常数K2 =
(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断的理由是:。
(4)综合(1)、(2)小题信息你得出温度对平衡常数的影响规律是:。