煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2,嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術可以把硫元素以CaSO4的形式固定,從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應,降低了脫硫效率。相關反應的熱化學方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=+218.4 kJ·mol-1(反應Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)
ΔH2=-175.6 kJ·mol-1(反應Ⅱ)
請回答下列問題:
(1)反應Ⅰ能夠自發(fā)進行的反應條件是________。
(2)對于氣體參與的反應,表示平衡常數(shù)Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質的量的濃度c(B),則反應Ⅱ的Kp=________(用表達式表示)。
(3)假設某溫度下,反應Ⅰ的速率(v1)大于反應Ⅱ的速率(v2),則下列反應過程能量變化示意圖正確的是________。
(4)通過監(jiān)測反應體系中氣體濃度的變化可判斷反應Ⅰ和Ⅱ是否同時發(fā)生,理由是____________________________________________________ ______________________________________________________________________________________
(5)圖1為實驗測得不同溫度下反應體系中CO初始體積百分數(shù)與平衡時固體產物中CaS質量百分數(shù)的關系曲線。則降低該反應體系中SO2生成量的措施有________。
A.向該反應體系中投入石灰石
B.在合適的溫度區(qū)間內控制較低的反應溫度
C.提高CO的初始體積百分數(shù)
D.提高反應體系的溫度
(6)恒溫恒容條件下,假設反應Ⅰ和Ⅱ同時發(fā)生,且v1>v2,請在圖2中畫出反應體系中c(SO2)隨時間t變化的總趨勢圖。
解析 (1)反應Ⅰ的正反應是氣體總分子數(shù)增加的反應,則有ΔS>0,又知ΔH>0,該反應若能自發(fā)進行,說明ΔH-TΔS<0,高溫條件下反應可自發(fā)進行。
(2)由用濃度表示的平衡常數(shù)表達式的書寫方法可知,反應Ⅱ的Kp應為生成物平衡壓強的冪之積與反應物平衡壓強的冪之積的比值,注意固體物質不能出現(xiàn)在平衡常數(shù)的表達式中,故Kp=。
(3)相同溫度下,因兩個反應的反應物完全相同,反應速率越大,則反應的活化能越小,因此反應Ⅰ的活化能小于反應Ⅱ的活化能;反應Ⅰ的ΔH>0,生成物的能量高于反應物的能量,反應Ⅱ的ΔH<0,生成物的能量低于反應物的能量,故C項正確。
(4)若反應體系中c(CO2)=c(SO2),則只發(fā)生反應Ⅰ;若反應體系中c(SO2)=0,則只發(fā)生反應Ⅱ;若反應體系中c(CO2)>c(SO2)且c(SO2)≠0,則反應Ⅰ、Ⅱ同時發(fā)生。
(5)由圖1可知,CO的初始體積百分數(shù)越大、溫度越低,CaS的質量百分數(shù)越大,即反應Ⅱ進行的程度越大,則反應Ⅰ產生的SO2就會減少,故B、C項正確,D項錯誤。向反應體系中投入石灰石,因CaCO3+SO2CaSO3+CO2,也會減少SO2的產生,A項正確。
(6)因反應Ⅰ與Ⅱ同時進行,且v1>v2,反應Ⅰ首先達到平衡狀態(tài),在建立平衡的過程中,c(SO2)逐漸增大。由于反應Ⅱ在進行的過程中,c(CO2)會逐漸增大,又會導致反應Ⅰ平衡逆向移動,c(SO2)又會逐漸減小。據(jù)此可畫出c(SO2)隨時間t變化的總趨勢圖。
答案 (1)高溫 (2) (3)C (4)如果氣相中SO2和CO2兩種氣體的濃度之比隨時間發(fā)生變化,則表明兩個反應同時發(fā)生 (5)ABC
(6)
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下列濃度關系正確的是( )
A.氯水中:c(Cl2)=2
B.氯水中:c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)>c(ClO-)
C.等體積等濃度的氫氧化鈉溶液與醋酸混合:c(Na+)=c(CH3COO-)
D.Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)
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科目:高中化學 來源: 題型:
設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( )
A.1 L 0.1 mol·L-1的氨水中有0.1NA個NH
B.標準狀況下,22.4 L鹽酸含有NA個HCl分子
C.常溫常壓下,14 g由N2與CO組成的混合氣體含有的原子數(shù)目為0.5NA
D.標準狀況下,6.72 L NO2與水充分反應轉移的電子數(shù)目為0.2NA
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科目:高中化學 來源: 題型:
在一定溫度下,將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器中,發(fā)生反應X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,一段時間后達到平衡。反應過程中測定的數(shù)據(jù)如下表:
t/min | 2 | 4 | 7 | 9 |
n(Y)/mol | 0.12 | 0.11 | 0.10 | 0.10 |
下列說法正確的是( )
A.反應前2 min的平均速率v(Z)=2.0×10-3 mol/(L·min)
B.其他條件不變,降低溫度,反應達到新平衡前v(逆)>v(正)
C.該溫度下此反應的平衡常數(shù)K=1.44
D.其他條件不變,再充入0.2 mol Z,平衡時X的體積分數(shù)增大
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容積均為1 L的甲、乙兩個恒容容器中,分別充入2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B,相同條件下,發(fā)生下列反應:
A(g)+B(g)xC(g) ΔH<0。測得兩容器中c(A)隨時間t的變化如圖所示,下列說法不正確的是( )
A.x=1
B.此條件下,該反應的平衡常數(shù)K=4
C.給乙容器升溫可縮短反應達平衡的時間但不能提高平衡轉化率
D.甲和乙中B的平衡轉化率相等
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25 ℃時,將a mol/L的氨水與b mol/L鹽酸等體積混合,下列有關推論不正確的是( )
A.若混合后溶液pH=7,則c(NH)=c(Cl-)
B.若b=2a,則c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
C.若a=2b,則c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
D.若混合后溶液滿足c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O),則可推出a=b
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常溫下,下列各組物質中,Y既能與X反應又能與Z反應的是( )
X | Y | Z | |
① | NaOH溶液 | Al(OH)3 | 稀硫酸 |
② | KOH溶液 | SiO2 | 濃鹽酸 |
③ | O2 | N2 | H2 |
④ | FeCl3溶液 | Cu | 濃硝酸 |
A.①③ B.①④
C.②④ D.②③
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現(xiàn)有A、B、C、D、E五種短周期主族元素,其原子序數(shù)依次增大,它們之間關系如下:
Ⅰ.原子半徑:A < C < B < E<D
Ⅱ.原子的核外電子層數(shù):B = C = 2A
Ⅲ.B元素的主要化合價:最高正價 +最低負價 = 2
Ⅳ.C是周期表中非金屬性最強的元素
V.原子的最外層電子數(shù):B + D = 8
VI.E是同周期中半徑最小的原子
請回答:
(1)實驗室制取E的單質反應離子方程式為_____________________________________。
(2)只有A和B兩種元素組成的屬于離子晶體的化合物可能為 (用化學式表示)。
(3)由D元素形成的氫氧化物,與強堿溶液反應的離子方程式為 。
下列可作為比較D和Mg金屬性強弱的方法是_______(填代號)。
a.測兩種元素單質的硬度和熔、沸點 b. 比較最高價氧化物對應的水化物的堿性強弱
c.比較單質與同濃度鹽酸反應的劇烈程度 d.. 比較兩種元素在化合物中化合價的高低
(4)由B、C元素組成的化合物BC3,該化合物具有強氧化性,與水反應生成兩種酸和一種無色氣體,該氣體常溫下遇空氣變紅棕色,寫出該化合物與水反應的化學方程式 ______________________ ______________ ________ 。
(5)由A、B和C三種元素組成的鹽,常溫下其水溶液顯酸性,寫出檢驗該鹽中所含陽離子的離子方程式 ;
(6)下圖Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩組同學將與B元素同主族的砷元素的化合物按反應“AsO+2I-+2H+ AsO+I2+H2O”設計成的原電池裝置,其中C1、C2均為碳棒。甲組向圖Ⅰ燒杯中逐滴加入適量濃鹽酸或40% NaOH溶液,電流表指針都不發(fā)生偏轉;乙組經思考后先添加了一種離子交換膜,然后向圖Ⅱ燒杯右側中逐滴加入適量40%NaOH溶液,發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉。
① 甲組電流表指針都不發(fā)生偏轉的原因是 。
② 乙組添加的是 (填“陰”或“陽”)離子交換膜。
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科目:高中化學 來源: 題型:
下列現(xiàn)象或應用中,不能用膠體知識解釋的是( )
A.清晨,在茂密的樹林,常?梢钥吹綇闹θ~間透過的一道道光柱
B.用微波手術刀進行外科手術,可使開刀處的血液迅速凝固而減少失血
C.在飽和FeCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,產生紅褐色沉淀
D.腎功能衰竭等疾病引起的血液中毒,可利用血液透析進行治療
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