(17分)硫及其化合物有广泛应用。
(1)硫酸生产过程中涉及以下反应。已知25℃、l0l kPa时:
(i)2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l)ΔH=-457kJ/mol
(ii)SO3(g) +H2O(l)=H2SO4(l)ΔH=-130kJ/mol
则SO2催化氧化反应中,每生成l mol SO3(g)的焓变为_____kJ·mol-1。
(2)对于SO3催化氧化反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。
①甲图是SO2催化氧化反应时SO2(g)和SO3(g)的浓度随时间的变化情况。反应从开始到达到平衡时,用O2表示的平均反应速率为____。
②在一容积可变的密闭容器中充入20mol SO2(g)和l0 mol O2(g),O2的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。则P1与P2的大小关系是P1____ P2(填>、=或<);A、B、C三点的平衡常数大小关系是____(用KA、KB、KC和 >、=、<表示)。
(3)为研究H2SO4生产中SO3催化氧化时温度对SO2平衡转化率的影响,进行如下试验。取100 L原料气(体积分数为SO27%、O2 11%、N282%)使之发生反应,在10l kPa下达到平衡,得到如下数据:
根据上述数据,575℃达平衡时,SO3的体积分数为______%(保留一位小数)。
(4)工业生成硫酸过程中,通常用氨水吸收尾气。
①如果相同物质的量的SO2与NH3溶于水,发生反应的离子方程式为__________,所得溶液中c(H+)-c(OH-)=___________(填序号)。
A.c(SO32-)-c(H2SO3) B.c(HSO3-)+c(SO32-)-c(NH4+)
C.c(SO32-)+c(NH3∙H2O)-c(H2SO3) D.c(HSO3-)+2c(SO32-)-c(NH4+)
②工业上用足量氨水吸收硫酸工业废气。吸收SO2后的碱性溶液还可用于Cl2的尾气处理,吸收Cl2后的溶液仍呈强碱性,则吸收Cl2后的溶液中一定存在的阴离子有OH-和_____。
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与温度t的关系如下:
T/℃ |
700 |
800 |
830 |
1000 |
1200 |
K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
请回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式K=。
(2)该反应为反应。(填“吸热”或“放热”)
(3)800℃时,固定容积的密闭容器中放入混合物,起始浓度为c(CO)=0.01 mol·L-1,c(H2O)=0.03 mol·L-1,c(CO2)=0.01 mol·L-1,c(H2)=0.05 mol·L-1,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率(填“大”、“小”或“不能确定”)
(4)830℃时,在1L的固定容积的密闭容器中放入2mol CO2和1mol H2,平衡后CO2的转化率为,H2的转化率为。
将除去氧化膜的镁条投入到盛有稀盐酸的试管中,产生H2的速率变化情况如下图所示。
图中t1~t2速率变化的主要原因是___________,t2~t3速率变化的主要原因是_。
某温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质随时间变化的曲线如图所示。
由图中数据分析:该反应的化学方程式为:。反应开始至2 min ,Z的平均反应速率为。
硫代硫酸钠(Na2S2O3)可看成是一个S原子取代了NazS04中的一个O原子而
形成。某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想,通过实验探究Na2S2O3的化学
性质。
【提出问题】Na2S2O3是否与Na2S2O4相似而具备下列性质呢?
猜想①:溶液呈中性,且不与酸反应;
猜想②:无还原性,不能被氧化剂氧化。
【实验探究】基于上述猜想①②,设计实验方案。
实验操作过程 |
实验现象或 预期实验现象 |
现象解释 (用离子方程式表示) |
|
▲ |
溶液pH=8 |
||
猜想① |
向Ph=2的硫酸中滴加 Na2S2O3溶液 |
▲ |
![]() |
猜想② |
向新制氯水(pH<2)中滴 加少量Na2S2O3溶液 |
氯水颜色变浅 |
▲ |
【实验结论】Na2S2O3能与酸反应,具有还原性,与Na2S2O4的化学性质不相似。
【问题讨论】
(1)甲同学取探究“猜想②”反应后的溶液少量,滴加硝酸银溶液,观察到有白色沉淀并
据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。你认为该方案是否合理并说明理由▲ 。
(2)若方案不合理,请你设计一个实验方案,证明Na2S2O3。被氯水氧化▲ 。
(Ⅰ)常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示:
实验编号 |
HA的物质的量 浓度(mol·L-1) |
NaOH的物质的量 浓度(mol·L-1) |
混合后 溶液的pH |
甲 |
0.1 |
0.1 |
pH=a |
乙 |
0.12 |
0.1 |
pH=7 |
丙 |
0.2 |
0.1 |
pH>7 |
丁 |
0.1 |
0.1 |
pH=10 |
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸? ▲ 。
(2)乙组混合溶液中离子浓度c(A—)和c(Na+)的大小关系是▲ 。
A.前者大 B. 后者大 C. 二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是▲ 。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式):
c(Na+)—c(A-)= ▲ mol·L-1
(Ⅱ)某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是:
回答下列问题:
(5)在0.1mol/L的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是▲ 。
A.c( B2—)+c(HB—)=0.1mol/L B.c( B2—)+ c(HB—)+c(H2B)=0.1mol/L
C c(OH—)=c(H+)+ c(HB—)D.c(Na+)+c(OH)=c(H+)+ c(HB—)