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文档简介
时量:75分钟满分:100分
可能用到的相对原子质量:H1N14
一、选择题:本题共14小题,∼每小∼题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目
要求的。
1.随着科技的进步,电动汽车在日常生活中越来越普及,其性能的提升离不开先进材料的应用。下列电动
汽车部件使用的材料中,属于复合材料的是
A.某锂离子电池正极材料LiFePO4
B.铝合金车身骨架
C.碳纤维增强塑料(CFRP)车顶
D.高纯铜导线
【答案】C
【解析】
【详解】A.LiFePO4是单一化合物,属于电极材料,不属于复合材料,A错误;
B.铝合金是金属合金,属于金属材料,而非复合材料,B错误;
C.碳纤维增强塑料(CFRP)由碳纤维和塑料材料复合而成,属于复合材料,C正确;
D.高纯铜是单一金属材料,不属于复合材料,D错误;
因此,答案选C。
2.化学实验要注意安全。在用盐酸和NaOH溶液探究中和滴定的实验中,无需关注的安全图标是
AB.C.D.
.
【答案】B
【解析】
【详解】A.盐酸和氢氧化钠均具有腐蚀性,实验过程中可能发生溶液飞溅,所以需要佩戴护目镜,故不选
A;
B.用盐酸和NaOH溶液探究中和滴定的实验中,用不到加热操作或温度较高的仪器,故选B;
C.为防止化学品污染,试验后要洗手,故不选C;
D.盐酸具有挥发性,可能挥发出氯化氢气体,需开启排风扇或通风设备可辅助安全,故不选D;
选B。
3.下列实验现象描述错误的是
A.向紫色石蕊溶液中通入SO2,溶液先变红后褪色
B.将CO2持续通入饱和Na2CO3溶液中,会有白色晶体析出
C.将足量乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中,紫红色溶液逐渐褪色
D.向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液后,生成的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,一段时间后还会有红褐色
物质生成
【答案】A
【解析】
【详解】A.SO2溶于水生成H2SO3,使紫色石蕊溶液变红,但石蕊变红后不会褪色,A错误;
B.CO2与饱和Na2CO3溶液反应生成溶解度更小的NaHCO3,使溶液中有晶体析出,B正确;
C.乙烯能被酸性高锰酸钾氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液后,生成Fe(OH)2白色沉淀,此沉淀能被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,现
象描述符合实际,D正确;
故选A。
4.研磨氯化铵与熟石灰粉末,白色固体中产生有刺激性气味的气体,相关反应为
研磨
2NHClCaOHCaCl2NH2HO
42232。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
1
A.2molLNH4Cl溶液中NH4数目小于2NA
B.15中含有的共用电子对数目为0.3N
1.8gNH3A
C.常温下,500mL的溶液中数目为0.01N
pH12CaOH2OHA
D.一定条件下,1molN2与足量H2充分反应,转移电子数目为6NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.题目未给出溶液体积,无法计算NH4的数目,A错误;
151.8g
B.1.8gNH3的物质的量为=0.1mol,每个NH3分子中含有3个共用电子对,则共用电子对总数为
18g/mol
0.3NA,B正确;
--
C.pH=12时c(OH)=0.01mol/L,500mL溶液中OH数目为0.005NA,C错误;
D.由反应方程式可知,若1molN2完全反应,转移电子6mol,但合成氨反应为可逆反应,1molN2无法完全
反应,所以转移电子数小于6NA,D错误;
故选B。
5.在密闭容器中进行可逆反应:2HIgH2gI2gΔH0。下列关于该反应的叙述正确的是
A.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
B.增大压强,平衡逆向移动,容器内气体颜色变深
C.加入催化剂,反应速率加快,平衡正向移动
D.保持容器容积不变,充入H2,平衡逆向移动,容器内气体颜色变浅
【答案】D
【解析】
【详解】A.升高温度时,正反应和逆反应速率均增大,但吸热反应(正反应)速率增幅更大,A错误;
B.反应前后气体分子数相等,增大压强平衡不移动,但各物质浓度等比例增大,I2浓度增加导致混合气体
的颜色变深,B错误;
C.催化剂同等程度加快正、逆反应速率,但平衡不发生移动,C错误;
D.充入H2使生成物浓度增大,Qc>K,平衡逆向移动,I2被消耗导致浓度降低,颜色变浅,D正确;
故选D。
6.铅酸蓄电池是一种二次电池,其构造如图所示。关于该电池及其工作原理,下列说法错误的是
A.放电时,二氧化铅发生还原反应
B.放电时,H向正极方向移动
C.放电时,负极反应为Pb2ePb2
D.充电时,能量转化的主要形式:电能转化为化学能
【答案】C
【解析】
-2
【分析】铅酸蓄电池放电时负极为Pb,电极反应为Pb-2e+SO4=PbSO4。正极为PbO2,电极反应为
-+2-
PbO2+2e+4H+SO4=PbSO4+2H2O。据此分析;
【详解】A.铅蓄电池中二氧化铅为正极,发生还原反应,A正确;
B.原电池中阳离子向正极移动,B正确;
-2
C.放电时,负极反应为Pb-2e+SO4=PbSO4,C错误;
D.充电时,电解池将外接电源的电能转化为化学能,D正确;
故答案选C。
7.下列解释其应用或现象的方程式错误的是
A.泡沫灭火器工作原理:3
Al3HCO3AlOH33CO2
B.少量和反应制O:
Na2O2H2O22Na2O22H2O4Na4OHO2
C.实验室用铜与浓硝酸反应制NO:浓
2Cu4HNO3()CuNO322NO22H2O
2
D.向Na2CO3溶液中滴加少量醋酸溶液,无气泡产生:2CH3COOHCO32CH3COOH2CO3
【答案】D
【解析】
3+-
【详解】A.泡沫灭火器中Al与HCO3发生双水解反应,生成Al(OH)3和CO2,反应的离子方程式为
3,A正确;
Al3HCO3AlOH33CO2
B.与水反应生成NaOH和O,离子方程式为,B正确;
Na2O222Na2O22H2O4Na4OHO2
C.铜与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O,化学方程式为
浓,C正确;
Cu4HNO3()CuNO322NO22H2O
2-
D.少量醋酸与CO3反应,生成HCO3和CH3COO,正确的离子方程式为
2,D错误;
CH3COOHCO3CH3COOHCO3
故选D。
8.计算机模拟单个C3H8g分子在催化剂作用下生成C3H6g的反应历程及相对能量变化如图所示(已
19
知:1eV1.610J;标*的是催化剂表面吸附的物种;NA为阿伏加德罗常数的值)。下列说法错误的是
A.C3H8gC3H6gH2g是吸热反应
B.催化效果:催化剂2>催化剂1
C.使用催化剂1时,决定总反应速率的反应涉及的过渡态为TS1
221
D.C3H6gH2gC3H8gΔH2.16NA10kJmol
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,反应物丙烷的相对能量低于生成物丙烯和氢气的相对能量,丙烷脱氢为吸热反应,
A正确;
B.催化剂1的决速步活化能(1.35eV)低于催化剂2的决速步活化能(2.20eV),活化能越低,反应速率越
快,催化效果越好,故催化剂1比催化剂2催化效果好,B错误;
C.决速步是反应历程中活化能最大的步骤,使用催化剂1的历程中,各步活化能分别为:第一步(TS1)反
应的活化能0.78eV-(-0.57eV)=1.35eV;第二步(TS2)反应的活化能1.07eV0.15eV1.22eV,第
三步(TS3)反应的活化能1.81eV0.74eV1.07eV,第一步反应的活化能最大,是决速步骤,C正确;
D.图中对应的是单个C3H8g分子分解成C3H6g和H2g的能量变化,而热化学方程式对应的是
1molC3H8g分解成C3H6g和H2g的能量变化,即C3H8gC3H6gH2g
1931221
ΔH1.6101.3510NAkJmol=+2.16NA10kJmol,故
221
C3H6gH2gC3H8gΔH2.16NA10kJmol,D正确;
故选B。
9.关于下列所示操作或实验的叙述错误的是
A.某次滴定消耗标准溶
B.探究样品中是否含有钾元素
液的体积为26.10mL
C.测定“84”消毒液的
D.实验室制备无水MgCl2
pH,试纸最终变蓝色
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
【详解】A.滴定管的精确度为0.01mL,由图可知,滴定前读数为0.00mL,滴定后读数为26.10mL,
因此滴定消耗标准溶液的体积为26.10mL,A正确;
B.用铂丝蘸取样品放在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,火焰为紫色证明有钾元素,B正确;
C.“84”消毒液具有漂白性,不能用pH试纸测定“84”消毒液的pH,C错误;
D.MgCl2易水解,HCl可抑制镁离子的水解,则在HCl氛围中加热MgCl26H2O能制取无水MgCl2,D
正确;
故选C。
10.用高分子吸附树脂提取卤水中的碘(主要以I形式存在)的工艺流程如下:
下列说法错误的是
、
A.①的主要目的是抑制Cl2I2与水反应,获得更多的I2
B.若②和⑤中分别得到等量I2,则消耗的nCl2:nKClO33:1
C.经①和④所得溶液中,cI后者大于前者
22
D.④发生离子反应:2I2SO3H2O4ISO42H
【答案】D
【解析】
【分析】由题给流程可知,向卤水中加入稀硫酸酸化后,通入氯气将溶液中的碘离子氧化为单质碘,用高
分子吸附树脂吸附溶液中的碘,向树脂中加入亚硫酸钠溶液,将碘还原为碘化钠而脱离高分子树脂,向所
得的溶液中加入氯酸钾溶液,将碘化钠氧化为单质碘,单质碘经分离提纯得到碘产品,据此解答。
【详解】A.①中酸化(加入H2SO4使pH=2~3),Cl2和I2均能与水发生可逆反应(Cl2+H2OHCl+HClO、
+
I2+H2OHI+HIO),酸性条件下H浓度增大,抑制上述可逆反应,减少Cl2和I2的消耗,从⇌而获得更多I2,故
A正确⇌;
-----
B.②中Cl2氧化I:Cl2+2I=2Cl+I2,生成1molI2消耗1molCl2(Cl2得2e);⑤中KClO3氧化I(酸性条
--+---
件):ClO3+6I+6H=Cl+3I2+3H2O,生成1molI2消耗1/3molKClO3(ClO3得6e),若生成等量I2,
n(Cl2):n(KClO3)=1:(1/3)=3:1,故B正确;
---
C.①为原卤水酸化后溶液,I浓度较低;④为解脱步骤,树脂吸附的I2被Na2SO3还原为I,I被富集,故
④中c(I-)大于①,故C正确;
2---2-2--2-
D.④中SO3还原I2:I2→I(I:0→-1,得2e),SO3→SO4(S:+4→+6,失2e),电子守恒时I2与SO3
22
物质的量之比为1:1,正确离子方程式为I2SO3H2O2ISO42H,D中方程式电子不守恒,
故D错误;
答案选D。
11.25℃时,下列关于pH的计算与水的电离的说法中,错误的是
A.pH12的NaOH溶液稀释100倍后,pH10
51
B.在pH5的AlCl3溶液中,由水电离出的cH10molL
C.将pH3的醋酸溶液与pH11的NaOH溶液等体积混合后,溶液pH7
D.将pH2的盐酸稀释100倍后,溶液中由水电离出的cH变为原来的100倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.pH=12的NaOH溶液稀释100倍后,c(OH-)由0.01mol/L变为0.0001mol/L,pH=10,A正确;
3++-5
B.AlCl3溶液中Al水解促进水的电离,溶液pH=5时,水电离的c(H)=10mol/L,B正确;
C.pH=3的醋酸浓度远大于pH=11的NaOH浓度,等体积混合后醋酸过量,溶液呈酸性,pH<7,C错误;
D.盐酸稀释100倍后,H浓度由10-2变为10-4mol/L,此时水电离的c(H+)=c(OH-)=10-10mol/L,是原水电
离的c(H+)=10-12mol/L的⁺100倍,D正确;
故答案选C。
12.在容积为2L的恒容密闭容器中,Na2SiF6s热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物,平
衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:体系中气相产物在T1、T2、T3温
、、
度时的分压分别为p1Pap2Pap3Pa;T2温度时,Na2SiF6s恰好完全分解。下列说法错误的是
A.固相产物为离子化合物,气相产物为共价化合物
B.T2温度下,若Na2SiF6(s)完全分解所用时间为tmin,则0tmin气相产物的平均速率用分压变化表
p
示为2Pamin1
2t
C.若Na2SiF6s的起始投料为2mol,则T1温度前a线变化趋势不变
D.T3温度下,向容器中再加入足量Na2SiF6s,平衡状态下气相产物的分压大于p3
【答案】B
【解析】
【分析】Na2SiF6s热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物,图中Na2SiF6s完全分解时(T2
温度),两种产物的物质的量之比为2:1(a线、b线),则该反应的化学方程式为
Δ
,据此回答
Na2SiF6s2NaF(s)+SiF4(g)
【详解】A.由分析可知,Na2SiF6s热解反应的分解产物为NaFs和SiF4g,分别为离子化合物和共
价化合物,A项正确;
B.T2温度下,若Na2SiF6s完全分解所用时间为tmin,则0~tmin气相产物的平均速率用分压变化表
p
示为2Pamin1,B项错误;
t
C.a线所示物种为NaF(s),T1温度前,反应均处于平衡状态,结合化学平衡常数KcSiF4,由于纯固
体的量不影响化学平衡位置,只要Na2SiF6(s)存在,平衡时SiF4的量仅由温度决定,故a线变化趋势不变,
C项正确;
D.由图可知,T2温度后Na2SiF6(s)已完全分解,故T3时体系未处于平衡状态,此时气相产物压强为p3。
再加入Na2SiF6(s),反应会继续生成SiF4气体以建立新平衡,故平衡压强大于p3,D项正确;
故答案选B。
13.下列根据实验操作及现象所得到的结论正确的是
实验操作及现象结论
的
向滴有酚酞Na2CO3溶液中
ABaCl2溶液显酸性
滴加BaCl2溶液,溶液红色褪去
室温下,将0.1molL1氨水稀
B释成0.01molL1,用pH计测氨水的浓度减小,电离程度也减小
得pH由11.1变成10.6
1
向1mL0.1molLK2Cr2O7
cH减小,平衡
溶液中加入几滴6.0mol・
C22
Cr2O7H2O2CrO42H
L1NaOH溶液,溶液由橙色变
正向移动
为黄色
向淀粉溶液中加入少量稀硫酸,
加热水解一段时间后,冷却,取
D少量水解液,用NaOH溶液调淀粉已经完全水解
至碱性,再加入少量碘水,溶液
不变蓝色
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
2-
【详解】A.BaCl2与Na2CO3反应生成BaCO3沉淀,导致CO3浓度降低,水解平衡逆向移动,OH减少,红色
⁻
褪去,与BaCl2的酸性无关,实际上,BaCl2溶液显中性,A错误;
B.一水合氨为弱电解质,稀释氨水时,一水合氨的电离程度增大,虽然浓度降低导致pH下降,但pH降幅
(0.5)小于稀释10倍的理论值(约1),说明电离程度增大,B错误;
22
C.加入NaOH中和H,使Cr2O7转化为CrO4(橙色→黄色),平衡正向移动,符合平衡移动方向,C正
确;⁺
--
D.加入NaOH中和硫酸后直接加碘水,过量的NaOH能与I2反应,I2转化为I、IO等,溶液中不含有I2,无
法证明淀粉是否存在,也就不能说明淀粉是否完全水解,D错误;
故选C。
14.常温下,将0.1molL1NaOH溶液分别滴加到20.00mL浓度均为0.1molL1的HA溶液和HB溶液
VNaOH溶液
中,滴加过程中溶液的pH随[]的变化曲线如图所示(忽略温度变化对水离子积
VHA或HB溶液
的影响)。下列说法错误的是
A.水的电离程度:①②
B.③处溶液中:cNacB
C.④处溶液中:cOHcHBcH
D.离子反应AHBHAB的化学平衡常数约为104
【答案】D
【解析】
【详解】A.η=0.5,说明2VNaOH溶液VHA或HB溶液,①点溶质为等浓度的HA、NaA,溶
液显碱性,说明NaA水解大于HA电离,②点溶质为等浓度的HB、NaB,溶液显酸性,说明NaB水解小于
HB电离,HB电离出的氢离子抑制水的电离,故水的电离程度:①②,A正确;
B.③处溶液显中性,cHcOH,根据电荷守恒式cNacHcBcOH,可得
cNacB,B正确;
C.η=1,说明VNaOH溶液VHA或HB溶液,④处溶液中只有一种溶质NaB,根据电荷守恒式
cNacHcBcOH和物料守恒式cNacBcHB,可得
cOHcHBcH,C正确;
D.0.1molL1HA溶液的pH6,c(H+)=10-6mol/L,溶液中c(H+)≈c(A-),c(HA)≈0.1mol/L,则HA的
66
1010+-3+-
电离常数约为=11011,0.1molL1HB溶液的pH3,c(H)=10mol/L,溶液中c(H)≈c(B),
0.1
103103
c(HB)≈0.1mol/L,则HB的电离常数约为=1105,离子反应AHBHAB的化学平
0.1
KHB
衡常数为Ka106,D错误;
KaHA
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
2
15.利用草酸(乙二酸,H2C2O4)与血液中Ca的特异性沉淀反应(生成CaC2O4),经分离、溶解(如用
硫酸)后,通过高锰酸钾滴定法测定草酸含量,间接计算血钙浓度,是血钙测定的经典化学方法之一、某学
习小组对草酸的性质进行如下探究:
1.274.27
(1)草酸H2C2O4为二元弱酸,常温下,Ka1H2C2O410、Ka2H2C2O410。常温下,
11
向20mL1molLH2C2O4溶液中逐滴加入2molL的NaOH溶液调节pH。
①当调节溶液的pH2.0时,该阶段反应的离子方程式为_______。
2
②当溶液中的cHC2O4cC2O4时,溶液的pH_______。
(2)某同学用已知浓度的酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的H2C2O4溶液,以测定H2C2O4溶液的浓
度。
①在进行KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液的实验中,KMnO4溶液应盛放在_______(填“酸式”或“碱
式”)滴定管中;本实验中,_______(填“需要”或“不需要”)额外加入指示剂。
②到达滴定终点的现象是_______。
③若对盛装KMnO4溶液的滴定管读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,则测得消耗的KMnO4溶液体积会
_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”),从而导致H2C2O4浓度测定结果_______(填“偏高”“偏低”
或“无影响”);若滴定前盛装KMnO4溶液的滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,其他操作均正确,
则测得的H2C2O4浓度会_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)①.②.4.27
H2C2O4OHHC2O4H2O
(2)①.酸式②.不需要③.当滴入最后半滴KMnO4标准溶液时,溶液由无色变为浅红色,
且半分钟内不褪色④.偏小⑤.偏低⑥.偏高
【解析】
【小问1详解】
cHcCO2
cHcHC2O4244.27
①由题意知,1.27,,
Ka1H2C2O410Ka2H2C2O410
cH2C2O4cHC2O4
102molL1cHCO
的241.270.73
溶液pH2.0时,根据10,可得cHC2O410cH2C2O4,此时
cH2C2O4
溶液中以为主,故该阶段反应的离子方程式为;
HC2O4H2C2O4OHHC2O4H2O
2
cHcC2O4
②当溶液中的2时,根据4.27,可得4.271,
cHC2O4cC2O410cH10molL
cHC2O4
故pHlg104.274.27;
【小问2详解】
①KMnO4溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,使其老化,因此应使用酸式滴定管盛放,本
实验中,因为KMnO4溶液本身具有紫红色,故不需要额外加入指示剂;
②由于KMnO4溶液在极低浓度下为浅红色,故滴定终点时溶液颜色由无色变为浅红色,且在半分钟内不
褪色;
③滴定前仰视,读数偏大;滴定后俯视,读数偏小,因此,这一误差会导致记录的加入KMnO4溶液的体
积偏小,导致H2C2O4浓度测定结果偏低;滴定前有气泡,滴定后气泡消失,说明消耗的KMnO4溶液体
积读数偏大,会导致测定结果偏高。
16.H2O2的分解反应2H2O2aq2H2OlO2g在常温下速率极慢,研究发现,向H2O2溶液中加
入少量KI溶液,可显著加快该反应的速率。请回答下列问题:
1
(1)已知:①H2gO2gH2O2aqΔH1188kJmol,
1
②2H2gO2g2H2OlΔH2572kJmol。则2H2O2aq2H2OlO2g
ΔH_______kJ・mol1。
(2)查阅资料发现,催化分解的反应历程分为和两步反应,其中第步反应为慢反应且
IH2O2iiii
ΔH0:H2O2aqIaqH2OlIOaq。
①两步反应中活化能较大的反应是_______(填“ⅰ”或“ⅱ”)。
②反应过程中,I和IO的浓度变化趋势示意图最可能是_______(填标号)。
11
③在某次实验中,测得H2O2的总消耗速率vH2O20.2molLmin,则此次实验中反应i的反应速
率为_______molL1min1。
④某学生将过氧化氢溶液与少量碘化钾溶液混合后,发现立即产生大量气泡,且气泡产生速率逐渐加快,
一段时间后,溶液呈棕黄色,产生的气泡明显减少。“产生的气泡明显减少”的原因可能有_______、_______。
(3)取50mLH2O2水溶液,在少量FeCl3存在下发生分解反应。在一定温度下,测得O2的放出量,转
换成H2O2浓度如下表:
t/min020406080
0.800.400.200.100.050
1
cH2O2/molL
11
0~20min,H2O2的平均消耗速率为_______molLmin。
【答案】(1)-196
(2)①.②.c③.0.1④.的浓度降低⑤.生成导致的浓度降低
iH2O2I2I
(3)0.02
【解析】
【小问1详解】
1
根据盖斯定律,②-2×①可得2H2O2(aq)2H2O(l)O2(g)ΔHΔH22ΔH1196kJmol;
【小问2详解】
①由题意可知,反应ⅰ是慢反应,故两步反应中活化能较大的是反应ⅰ;
②反应过程中催化剂I先消耗再生成,IO先生成再消耗,总量和I起始量一致,且生成IO的反应ⅰ是
慢反应,消耗IO的反应ⅱ是快反应,溶液中IO的浓度较低,因此I和IO的浓度变化趋势示意图最可
能是c;
11
③在某次实验中,测得H2O2的总消耗速率vH2O20.2molLmin,由两步反应方程式,可得出每
步反应消耗H2O2的物质的量浓度相等,但反应i为慢反应,时间几乎全部由第一步反应消耗,则此次实验
中反应ⅰ的反应速率为0.1molL1min1;
④依题意该催化反应的速率主要由反应H2O2aqIaqH2OlIOaq决定,故反应速率受
、的影响,因此产生的气泡明显减少的原因可能有的浓度降低、生成导致的浓
cH2O2cIH2O2I2I
度降低;
【小问3详解】
由表可知,在20~40min,消耗过氧化氢的浓度为(0.800.40)molL10.40molL1,故该段时间内
0.40molL1
HO的平均消耗速率为0.02molL1min1。
2220min
17.硫酸是重要的化工原料,无论在化学工业、生产农药化肥还是加强国防力量方面,都有着重要的作用。
工业上以黄铁矿FeS2为原料制备硫酸的流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)矿渣中含有Fe2O3,写出FeS2在沸腾炉中转化为Fe2O3的化学方程式:_______。
(2)接触室中的核心反应为2SO2gO2g2SO3g,已知在298K时,该反应的
ΔH198kJmol1,ΔS188Jmol1K1。
①在298K时,该反应的ΔG_______(保留整数)kJmol1;该反应在_______(填“高温”“低温”或
“任意温度”)条件下能自发进行。
②以V2O5为催化剂,SO2平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。在实际生产中,采用的压强是
0.1MPa(一个标准大气压)、选定的温度是400500℃,其主要原因分别为_______、_______。
(3)在某温度下,向恒容密闭容器中充入2molSO2(g)和1molO2(g),反应达到平衡时,SO2的转化率
1
为80%,混合气体总压为1.1kPa,压强平衡常数Kp_______kPa(压强平衡常数Kp是以分压代替浓
度表示的平衡常数,分压总压物质的量分数);若保持温度不变,再向容器中充入2molSO3,平衡时SO2
的体积分数与原平衡相比将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)工业上常用过量氨水吸收含SO2的废气,相关离子方程式为_______。
高温
【答案】(1)4FeS211O28SO22Fe2O3
(2)①.-142②.低温③.0.1MPa下,SO2转化率已经很高,若增压会对设备提高要求,增
加成本④.在此温度下,催化剂活性高,反应速率较快
(3)①.160②.减小
(4)2
2NH3H2OSO22NH4SO3H2O
【解析】
【分析】由(1)可知,黄铁矿在沸腾炉中被空气中的氧气氧化得到Fe2O3,S元素被氧化为SO2,化学方程
高温
式为4FeS211O28SO22Fe2O3,矿渣主要成分为Fe2O3原料气主要成分为SO2,接触室中的核心
反应为2SO2gO2g2SO3g,SO3被浓硫酸在吸收塔吸收制备发烟硫酸。
【小问1详解】
高温
在沸腾炉中,FeS2与O2反应转化为Fe2O3和SO2的化学方程式为4FeS211O28SO22Fe2O3;
【小问2详解】
298K188Jmol1K1
①根据ΔGΔHTΔS198kJmol119856.024kJmol1142kJmol1;因
1
1000JkJ
为ΔH0,ΔS0,当ΔGΔHTΔS0时反应能自发进行,因此条件是低温;
②在实际生产中,应综合考虑生产成本,采用的压强为0.1MPa、选定的温度为400~500℃的原因是:常压
下,SO2转化率已经很高,若增压会对设备提高要求,增加成本;在此温度下,催化剂活性高,反应速率
较快。温度较低,会使反应速率减小,达到平衡所需时间变长;温度较高,SO2转化率会降低;
【小问3详解】
由题意列三段式:
2SO2gO2g2SO3g
n起始/mol210
n转化/mol280%0.81.6
n平衡/mol0.40.21.6
2
1.6mol
21.1kPa
pSO32.2mol1
;
Kp22160kPa
pSO2pO20.4mol0.2mol
1.1kPa1.1kPa
2.2mol2.2mol
若保持温度不变,再向容器中充入2molSO3,生成物浓度增大,则平衡将逆向移动。假设新平衡SO2的
、、
体积分数与原平衡相同,根据硫、氧原子守恒,SO2O2SO3的物质的量分别为0.8、0.4、3.2,总压强为
2.2kPa,此时压强商
3.2mol2
22.2kPa)
pSO4.4mol11
3,
Qp280kPa160kPa
pSOpO0.8mol20.4mol
222.2kPa2.2kPa
4.4mol4.4mol
说明“
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