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题目
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一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)   △H
(1)已知2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g)   △H1=—566kJ•mol—1
S(l) +O2(g)= SO2(g)   △H2=—296kJ•mol—1
则反应热ΔH=          kJ•mol1
(2)其他条件相同、催化剂不同时,SO2的转化率随反应温度的变化如图a。260℃时       (填Fe2O3、NiO或Cr2O3)作催化剂反应速率最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高,不考虑价格因素,选择Fe2O3的主要优点是              

(3)科研小组在380℃、Fe2O3作催化剂时,研究了不同投料比[n(CO)∶n(SO2)]对SO2转化率的影响,结果如图b。请在答题卡坐标图中画出n(CO)∶n(SO2)="2∶1" 时,SO2转化率的预期变化曲线。
(4)工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某温度下用1.0mol•L1 Na2SO3溶液吸收纯净的SO2,当溶液中c(SO32)降至0.2mol•L1时,吸收能力显著下降,应更换吸收剂。
①此时溶液中c(HSO3)约为______mol•L1
②此时溶液pH=______。(已知该温度下SO32—+H+HSO3的平衡常数K="8.0" × 106 L•mol1,计算时SO2、H2SO3的浓度忽略不计)
答案
(16分)
(1)—270  (3分)  
(2)Cr2O3  (3分) Fe2O3作催化剂时,在相对较低温度可获得较高SO2的转化率,从而节约大量能源(3分)
(3)见下图 (3分)

(4)①1.6  (2分)  ②6  (2分)
解析

试题分析:(1)观察热化学方程式之间的关系,发现已知第1个热化学方程式减去第2个热化学方程式时,能够约去O2(g)得到2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l),根据盖斯定律,该反应热ΔH=△H1—△H2=—270kJ•mol1;(2)读图a可知,260℃时平衡转化率:Cr2O3> Fe2O3>NiO,由此推断Cr2O3作催化剂时反应速率最快;读图可知,Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高,当SO2的转化率相同时,反应温度:Fe2O3<NiO,所以Fe2O3作催化剂时的主要优点是在相对较低温度可获得较高SO2的转化率,从而节约大量能源;(3)读图b可知,其他条件相同时,增大n(CO)∶n(SO2)的比值,就是增大CO或反应物浓度,既能增大反应速率,缩短达到平衡的时间,还使平衡向正反应反应方向移动,使SO2的转化率增大,由于图a中380℃时SO2的转化率最高,所以n(CO)∶n(SO2)的比值为2∶1变为3∶1时,SO2的平衡转化率基本上完全相同,只是达到平衡的时间缩短,由此可以在图b中画出有关温度对反应速率和平衡移动的影响图像;(4)依题意,Na2SO3、NaHSO3都是强电解质,可以推断反应物和生成物的起始浓度、变化浓度、更换试剂时浓度,则:
SO32—+SO2+H2O=2HSO3
起始浓度(mol/L)          1.0               0
变化浓度(mol/L)          0.8              1.6
更换试剂时浓度(mol/L)    0.2              1.6
则更换试剂时,c(HSO3)=1.6mol/L
由于SO32—+H+HSO3的平衡常数K= c(HSO3)/[ c(SO32—)• c(H+)],则c(H+)= c(HSO3)/[ c(SO32—)•K)],由于c(HSO3)=1.6mol/L,c(SO32—)=0.2mol/L,该温度下K="8.0" × 106 L•mol1,则c(H+)=1.6/(0.2×8.0 × 106) mol/L=10—6 mol/L;由于溶液的pH="—lg" c(H+)=—(—6)=6。
核心考点
试题【一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)   △H(1)已知2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
运用反应原理研究氮、硫、氯、碘及其化合物的反应有重要意义。
(1)在反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的混合体系中,SO3的百分含量和温度的关系如下图(曲线上任何一点都表示平衡状态):

①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H        0(填“>”或“<”);若在恒温、恒压时,向该平衡体系中通入氦气平衡将        移动(填“向左”、“向右”或“不”);
②当温度为T1,反应进行到状态D时,V        V(填“>”、“<”或“=”)。
(2)①下图是一定条件下,N2和H2发生可逆反应生成1mol NH3的能量变化图,该反应的热化学反应方程式                 。(△H用含Q1、Q2的代数式表示)

②25°C时,将a mol • L1的氨水与b mol • L1的盐酸等体积混合,所得溶液的pH=7,则c (NH4+)         c(Cl),a        b(填“>”、“<”或“=”);
(3)海水中含有大量以化合态形式存在的氯、碘元素。已知:250C时,Ksp(AgCl)=1.6×1010mol2•L2、Ksp(AgI)=1.5×1016mol2•L2
在 250C时,向 10mL0.002mol•L1的 NaCl溶液中滴入 10mL0.002mol•L1AgNO3溶液,有白色沉淀生成,向所得浊液中继续滴人0.1mol •L1的NaI溶液,白色沉淀逐渐转化为黄色沉淀,其原因是        ,该反应的离子方程式                 
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重晶石(BaSO4)是重要的化工原料,制备氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]的流程如下:

(1)写出煅烧时发生反应的热化学方程式:____________________________。
(2)写出氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合反应的化学方程式:_____________________。
(3)为检测煅烧时产生的CO,可将煅烧产生的气体通入PbCl2溶液中,出现黑色沉淀和产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,试写出该反应的化学方程式:_____。
(4)向BaSO4沉淀中加入饱和Na2CO3溶液,充分搅拌,弃去上层清液,如此处理多次,可使BaSO4全部转化为BaCO3。发生的反应可表示为:
BaSO4(s)+CO32(aq)BaCO3(s)+SO42(aq)
现有0.20 mol BaSO4,加入1.0L 2.0mol•L-1饱和Na2CO3溶液处理,假设c(SO42)起始≈0
平衡时,K=4.0x10-2,求反应达到平衡时发生转化的BaSO4的物质的量。(写出计算过程结果保留2位有效数字)
(5)试从平衡的角度解释BaSO4可转化为BaCO3的原因:________________________。
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I.工业上可用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

(1)“图1”表示反应中能量的变化,曲线   (填“a或b”)表示使用了催化剂;该反应的热化学方程式为              
(2)若容器容积不变,下列措施可增大CO平衡转化率的是_____。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和2 mol H2
(3)其他条件不变,请在“图2”中画出温度为T2(且T2<T1)时,CO的平衡转化率与H2和CO的起始组成比[n(H2)/n(CO)]的关系曲线。

II.向BaSO4沉淀中加入饱和碳酸钠溶液,充分搅拌,弃去上层清液,如此处理多次,可使BaSO4全部转化为BaCO3,发生的反应可表示为:BaSO4(s)+CO32(aq)BaCO3(s)+SO42(aq)。
(4)现有0.20 mol BaSO4,加入1.0L 2.0mol/L的饱和Na2CO3溶液处理,假设起始的c(SO42)≈0,平衡时,K=4.0×10-2,求达到平衡时发生转化的BaSO4的物质的量。(写出计算过程,计算结果保留2位有效数字)
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工业上采用乙苯与CO2脱氢生产重要化工原料苯乙烯

其中乙苯在CO2气氛中的反应可分两步进行

(1)上述乙苯与CO2反应的反应热△H为________________________。
(2)①乙苯与CO2反应的平衡常数表达式为:K=______________________。
②下列叙述不能说明乙苯与CO2反应已达到平衡状态的是_____________________。
a.v(CO)=v(CO)                   b.c(CO2)=c(CO)
c.消耗1mol CO2同时生成1molH2O      d.CO2的体积分数保持不变
(3)在3L密闭容器内,乙苯与CO2的反应在三种不同的条件下进行实验,乙苯、CO2的起始浓度分别为1.0mol/L和3.0mol/L,其中实验I在T1℃、0.3MPa,而实验II、III分别改变了实验其他条件;乙苯的浓度随时间的变化如图I所示。

①实验I乙苯在0~50min时的反应速率为_______________。
②实验II可能改变条件的是__________________________。
③图II是实验I中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线,请在图II中补画实验Ⅲ中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线。
(4)若实验I中将乙苯的起始浓度改为1.2mol/L,其他条件不变,乙苯的转化率将(填“增大”、“减小”或“不变”),计算此时平衡常数为_____________________。
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下列说法正确的是:(    )
A.在100 ℃.101 kPa条件下,液态水的气化热为40.69 kJ·mol-1,则H2O(g)H2O(l) 的ΔH ="+" 40.69 kJ·mol-1
B.已知MgCO3的Ksp = 6.82 × 10-6,则所有含有固体MgCO3的溶液中,都有c(Mg2+) = c(CO32-),且c(Mg2+) · c(CO32-)= 6.82 × 10-6
C.常温下,在0.10 mol·L-1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体,能使NH3·H2O的电离度降低,溶液的pH减小
D.已知:
共价键
C-C
C=C
C-H
H-H
键能/ kJ·mol-1
348
610
413
436
 
则可以计算出反应的ΔH为-384 kJ·mol-1
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