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:
①2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l) ΔH=-457kJ/mol
②SO3(g) +H2O(l)=H2SO4(l) ΔH=-130kJ/mol
则SO2催化氧化为SO3(g)的热化学方程式为__________________。
(2)对于SO3催化氧化为SO3的反应。
①甲图是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)的变化如图乙所示。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为____________(用KA、KB、KC和 >、=、<表示),理由是______________________。
(3)工业生成硫酸过程中,通常用氨水吸收尾气。①如果在25℃时,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已知在25℃时NH3·H2O、H2SO3电离平衡常数如下表,则上述所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_____________________。
|
NH3·H2O |
H2SO3 |
|
电离平衡常数(mol/L) |
1.7×10-5 |
Ka1 |
Ka2 |
1.54×10-2 |
1.02×10-7 |
铅及其化合物工业生产及日常生活具有非常广泛的用途。
(1)瓦纽科夫法熔炼铅,其相关反应的热化学方程式如下:
2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) ΔH=" a" kJ/mol
PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g)ΔH=" b" kJ·mol-1
PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) ΔH=" c" kJ·mol-1
反应3PbS(s) + 6O2(g) = 3PbSO4(s)ΔH="kJ" ·mol-1(用含a,b ,c的代数式表示)。
(2)还原法炼铅,包含反应PbO(s)+CO(g) Pb(s) + CO2(g) ΔH,该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表
温度 |
300 |
727 |
1227 |
lgK |
6.17 |
2.87 |
1.24 |
①该还原反应的△H0(选填:“>”“<”“=”)。
②当IgK=1且起始时只通入CO(PbO足量),达平衡时,混合气体中CO的体积分数为。
(3)引爆导弹、核武器的工作电源通常Ca/PbSO4热电池,其装置如图所示,该电池正极的电极反应式为。
(4)PbI2:可用于人工降雨。取一定量的PbI2固体,用蒸馏水配制成t℃饱和溶液,准确移取25.00mLPbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH+(发生:2RH++PbI2=R2Pb+2H++2I-),用250ml洁净的锥形瓶接收流出液,最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液一并盛放到锥形瓶中(如图)。加入酚酞指示剂,用0.0025mol·L-1NaOH溶液滴定,当达到滴定终点时,用去氢氧化钠溶液20.00mL。可计算出t℃时PbI2 Ksp为。
(5)铅易造成环境污染,水溶液中的铅存在形态主要有6种,它们与pH关系如图所示,含铅废水用活性炭进行处理,铅的去除率与pH关系如图所示。
①常温下,pH=6→7时,铅形态间转化的离子方程式为。
②用活性炭处理,铅的去除率较高时,铅主要应该处于(填铅的一种形态的化学式)形态。
二硫化亚铁是Li/FeS2电池的正极活性物质,可用水热法合成。FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200℃连续反应24小时,四种物质以等物质的量反应,再依次用CS2、H2O洗涤、干燥及晶化后得到。
(1)合成FeS2离子方程式为。
(2)用水洗涤时,如何证明S042-己除尽 。
(3)己知1.20gFeS2在O2中完全燃烧生成Fe2O3和SO2气体放出8.52kJ热量,FeS2燃烧反应的热化学方程式为 。
(4)取上述制得的正极材料1.1200g (假定只含FeS一种杂质),在足量的氧气流中充分加热,最后得0.8000g红棕色固体,则该正极材料中FeS2的质量分数(写出计算过程)。
。
用石灰乳、石灰氮(CaCN2)和炼厂气(含H2S)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的CS(NH2)2(硫脲),其部分工艺流程如下:
(1)高温下,H2S存在下列反应:2H2S(g) 2H2(g)+S2(g),其平衡常数表达式为K=。
(2)用石灰乳吸收H2S制取Ca(HS)2需要在低温下进行,其原因是 ;过滤得到的滤渣可再利用,滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(3)合成硫脲需长时间搅拌,并在较高温度(80℃-85℃)下进行,其目的是 。
Ca(HS)2与CaCN2在水溶液中合成硫脉的化学方程式为 。
(4)化合物X与硫脲互为同分异构体,X加入FeCl3溶液中,溶液显红色,X的化学式为 。
CaC2可用于固氮:CaC2+N2 CaCN2+C,CaCN2(氰氨化钙)和水反应可生成NH3。
(1)写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式:。
(2)C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是。
(3)NH3中N原子的杂化方式为;根据价层电子对互斥理论推测CO32-的空间构型为。
(4)CaCN2中阴离子为CN22-,与CN22-互为等电子体的分子有(填写一种化学式即可);写出CaCN2水解反应的化学方程式。
SNCR-SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx),其流程如下:
(1)反应2NO+2CO2CO2+N2能够自发进行,则该反应的ΔH0(填“>”或“<”)。
(2)SNCR-SCR流程中发生的主要反应有:
4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1627.2kJ•mol-1;
6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1807.0 kJ•mol-1;
6NO2(g)+8NH3(g)7N2(g)+12H2O(g)ΔH=-2659.9 kJ•mol-1;
反应N2(g)+O2(g)2NO(g)的ΔH=kJ•mol-1。
(3)NO和NH3在Ag2O催化剂表面的反应活性随温度的变化曲线见图。
①由图可以看出,脱硝工艺流程应在(填“有氧”或“无氧”)条件下进行。
②随着反应温度的进一步升高,在有氧的条件下NO的转化率明显下降的可能原因是。
(4)NO2也可用尿素[CO(NH2)2]还原,写出尿素与NO2反应的化学方程式:。
(5)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图11。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应为。若生成1molY,则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为L。