17.煤炭是我國的主要能源之一,與之伴生的二氧化硫(SO2)和酸雨污染問題較為突出,目前我國采用的控制方法是電廠煙氣脫硫.煙氣脫硫的原理是利用堿性物質吸收并固定酸性的二氧化硫,主要有如下兩種方法:
Ⅰ.鈉堿循環(huán)法脫硫技術
(1)此法是利用Na2SO3溶液可脫除煙氣中的SO2.Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得,該反應的離子方程式:2OH-+SO2═SO32-+H2O.
(2)NaOH溶液吸收SO2的過程中,pH隨n(SO32-):n(HSO3-)變化關系如表:
n(SO32-):n(HSO3-91:91:19:91
pH8.27.26.2
①由表判斷,NaHSO3溶液顯酸性,用化學平衡原理解釋:溶液中存在HSO3-?H++SO32-,HSO3-+H2O?H2SO3+OH-,顯酸性是因其電離大于其水解.
②當溶液呈中性時,離子濃度關系正確的是BC(填標號).
A.c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3
B.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H-)=c(OH-
C.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-
Ⅱ.石灰石脫硫法
此法是以石灰石為原料通過系列反應將硫元素以CaSO4的形式固定,從而降低SO2的排放.但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應,降低脫硫效率,相關反應的熱化學方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)═CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H1=218.4kJ•mol-1(反應Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)═CaS(s)+4CO2(g)△H2=-175.6kJ•mol-1 (反應Ⅱ)
請回答下列問題:
(1)結合反應Ⅰ、Ⅱ寫出CaSO4(s)與CaS(s)反應的熱化學方程式3CaSO4 (s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2 (g)△H=1049.2kJ•mol-1
(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濃度c(B),則反應Ⅰ的Kp=$\frac{P(C{O}_{2})P(S{O}_{2})}{P(CO)}$(用表達式表示).
(3)假設某溫度下,反應Ⅰ的速率(v1)小于反應Ⅱ的速率(v2),則下列反應過程能量變化示意圖(如圖1所示)其中正確的是B(填標號).
(4)圖2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(chǎn)物中CaS質量百分數(shù)的關系曲線,則降低該反應體系中產(chǎn)生的SO2生成量的措施有AB(填標號).

A.向該反應體系中投入生石灰     B.在合適的溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應溫度
C.降低CO的初始體積百分數(shù)     D.提高反應體系的溫度.

分析 Ⅰ、(1)二氧化硫與氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水;
(2)①由表格中的數(shù)據(jù)可知,HSO3-越多,酸性越強,則電離生成氫離子;
②吸收液呈中性時,溶質為亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉,電離與水解的程度相等,結合電荷守恒解答;
Ⅱ、(1)根據(jù)蓋斯定律結合已知方程式進行解答,反應熱與化學計量數(shù)成正比;
(2)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),可根據(jù)平衡常數(shù)的表達式書寫,平衡常數(shù)等于氣體生成物濃度冪之積除以氣體反應物濃度冪之積;
(3)反應Ⅰ為吸熱反應,反應Ⅱ為放熱反應,結合反應物與生成物總能量大小之間的關系判斷;
(4)由反應Ⅰ可知生成二氧化硫的反應為吸熱反應,則低溫下不利于生成二氧化硫.

解答 解:Ⅰ、(1)二氧化硫與氫氧化鈉反應的離子方程式:2OH-+SO2═SO32-+H2O,
故答案為:2OH-+SO2═SO32-+H2O;
(2)①由表格中的數(shù)據(jù)可知,溶液呈酸性,HSO3-越多,酸性越強,是因為溶液中存在:HSO3?SO32-+H+; HSO3-+H2O?H2SO3+OH-電離程度大于水解程度,溶液顯酸性,
故答案為:酸;溶液中存在HSO3-?H++SO32-,HSO3-+H2O?H2SO3+OH-,顯酸性是因其電離大于其水解;
②吸收液呈中性時,溶質為亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉,電離與水解的程度相等,
A.由電荷守恒可知,c(H+)+c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),中性溶液則c(H+)═c(OH-),則c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-),c(SO32-)≠c(H2SO3),故A錯誤;
B.SO32-+H2O?HSO3-+OH-,HSO3-?H++SO32-,亞硫酸兩步水解,則離子濃度為c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-),故B正確;
C.由電荷守恒可知,c(H+)+c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),中性溶液則c(H+)═c(OH-),則c(Na+)═2c(SO32-)+c(HSO3-),故C正確;
故答案為:BC;
Ⅱ、(1)CaSO4 (s)+CO (g)?CaO(s)+SO2 (g)+CO2 (g)△H=218.4kJ•mol-1(反應Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)?CaS(s)+4CO2(g)△H2=-175.6kJ•mol-1 (反應Ⅱ)根據(jù)蓋斯定律將反應Ⅰ×4-反應Ⅱ)得:3CaSO4 (s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2 (g)△H=1049.2kJ•mol-1
故答案為:3CaSO4 (s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2 (g)△H=1049.2kJ•mol-1;
(2)由題意可知,平衡常數(shù)等于氣體生成物二氧化硫、二氧化碳濃度冪之積除以氣體反應物一氧化氮濃度冪之積,所以反應Ⅰ的Kp=$\frac{P(C{O}_{2})P(S{O}_{2})}{P(CO)}$,
故答案為:$\frac{P(C{O}_{2})P(S{O}_{2})}{P(CO)}$;
(3)反應Ⅰ為吸熱反應,反應Ⅱ為放熱反應,則A、D錯誤;反應Ⅰ的速率(v1)小于反應Ⅱ的速率(v2),則反應Ⅱ的活化能較小,則C錯誤、B正確,
故答案為:B;
(4)A.向該反應體系中投入生灰石,可使更多的二氧化硫轉化為硫酸鈣,減少二氧化硫的排放,故A正確;
B.由反應Ⅰ可知生成二氧化硫的反應為吸熱反應,則低溫下不利于生成二氧化硫,則應在合適的溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應溫度,故B正確;
C.由圖象可知,降低CO的初始體積百分數(shù),減小CaS的質量分數(shù),增加二氧化硫的排放,故C錯誤;
D.提高反應體系的溫度,不利于二氧化硫的減少,故D錯誤;
故答案為:AB.

點評 本題考查了水解原理、離子濃度定性比較,蓋斯定律計算、化學反應速率、平衡常數(shù)概念理解和計算應用,圖象分析方法等,題目難度中等,明確反應后溶質組成為解答關鍵,注意掌握電荷守恒、物料守恒及鹽的水解原理在判斷離子濃度大小中的應用方法.

練習冊系列答案
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7.工業(yè)上,利用CO和H2合成二甲醚:3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)在合適的溫度下,研究者進行了多次實驗,每次實驗保持原料氣組成(3molCO、3molH2)、體積(10L)、反應時間等因素不變,實驗結果如圖所示.下列說法正確的是(  )
A.X、Y兩點對應的CO正反應速率相等
B.合成二甲醚的正反應△H<0
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D.選擇合適催化劑,可以提高CO轉化率

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8.下列物質屬于純凈物的是( 。
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(1)C元素在元素周期表中的位置第三周期第ⅥA族.B形成的簡單離子的結構示意圖
(2)上述八種元素的最高價氧化物對應的水化物中酸性最強的是HClO4(填化學式).
(3)用電子式表示A、D形成化合物的過程:
(4)H、E形成原子個數(shù)比為1:1的化合物中所含化學鍵類型為離子鍵、共價鍵.
(5)GE2的電子式為,F(xiàn)與G形成的最簡單的化合物的結構式為
(6)E的氫化物比C的氫化物的熔沸點高的原因是H2O分子間存在氫鍵,H2S分子間不存在氫鍵.
(7)A、B、C、E原子半徑由大到小的順序為(用元素符號表示)Mg>Al>S>O.

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12.下列圖中的實驗方案,能達到實驗目的是( 。
實驗方案實驗目的
A驗證FeCl3對H2O2分解反應有催化作用
B制備Fe(OH)2并能較長時間觀察其顏色
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2.銅是與人類關系非常密切的有色金屬.已知:常溫下,在溶液中Cu2+穩(wěn)定,Cu+易在酸性條件下發(fā)生反應:
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(1)在新制Cu(OH)2懸濁液中滴入葡萄糖溶液,加熱生成不溶物的顏色為磚紅色,某同學實驗時卻有黑色物質出現(xiàn),這種黑色物質的化學式為CuO.
(2)在CuCl2溶液中逐滴加入過量KI溶液可能發(fā)生:
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b.2Cu2++2Cl-+2I-═2CuCl↓(白色)+I2.為順利觀察到白色沉淀可以加入的最佳試劑是B.
A.SO2       B.苯         C.NaOH溶液       D.乙醇
(3)一定條件下,在CuSO4中加入NH5反應生成氫化亞銅(CuH).
①已知NH5是離子化合物且所有原子都達到稀有氣體的穩(wěn)定結構,請寫出NH5的電子式:;
②寫出CuH在過量稀鹽酸中有氣體生成的離子方程式:2CuH+2H+═Cu+Cu2++2H2↑;
③將CuH溶解在適量的稀硝酸中,完成下列化學方程式:
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9.已知AlCl3的沸點:190℃(2.5個大氣壓),但是它在178℃就開始升華,則AlCl3的晶體類型為分子晶體;為什么工業(yè)上一般不采用電解熔融氯化鋁的方法制備金屬鋁氯化鋁是分子晶體(共價化合物),熔融狀態(tài)下不電離.

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6.以苯和乙炔為原料合成化工原料E的路線如下:

回答下列問題:
(1)以下有關苯和乙炔的認識正確的是bd.
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b.苯和乙炔在空氣中燃燒都有濃煙產(chǎn)生
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(2)A的名稱苯甲醇.
(3)生成B的化學方程式為,反應類型是取代反應.
(4)C的結構簡式為,C的分子中一定共面的碳原子最多有7個.
(5)與D同類別且有二個六元環(huán)結構(環(huán)與環(huán)之間用單鍵連接)的同分異構體有4種,請任寫兩種同分異構體的結構簡式:任意2種.
(6)參照上述合成路線,設計一條以乙炔和必要試劑合成環(huán)丙烷的路線:

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7.A、B、C、D、E、F為前四周期元素.A、B最外層電子排布可表示為asa、bsbbpb
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(1)與F同區(qū)、同周期的元素是Cu(填元素符號),其原子的外圍電子排布式是3d104s1
(2)元素B、C、D的第一電離能由大到小的順序是N>O>C(用元素符號表示).
(3)B、C、D的最簡單氫化物中,鍵角由大到小的順序是CH4>NH3>H2O(用分子式表示),ED2的分子立體構型名稱是V形.
(4)BD與C2互為等電子體,BD的結構式為(若有配位鍵,請用“→”表示)
(5)CA3分子可以與A+離子結合成CA4+離子,這個過程中發(fā)生改變的是ac(填序號).
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(6)FE在熒光體、光導體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應用廣泛.立方FE晶體結構如圖所示,該晶體的密度為ρ g•cm-3.如果FE的摩爾質量為M g•mol-1,阿伏加德羅常數(shù)為NAmol-1,則a、b之間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$cm.

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