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【题目】热化学碘硫循环可用于大规模制氢气,HI分解和SO2水溶液还原I2均是其中的主要反应。回答下列问题:

(1)碘硫热化学循环中,SO2的水溶液还原I2的反应包括:SO2+I2+2H2O3H++HSO4- +2I- 、I-+I2 I3-。若起始时n(I2)=n(SO2)=1mo1,I- 、I3- 、H+ 、HSO4-的物质的量随()的变化如图所示:

图中表示的微粒:a为_____________,d为____________________。

(2)起始时 HI的物质的量为1mo1,总压强为0.1MPa下,发生反应 HI(g) H2(g)+I2(g) 平衡时各物质的物质的量随温度变化如图所示:

①该反应的△H __________________ (“>”或“<”)0。

②600℃时,平衡分压p(I2)= ______MPa,反应的平衡常数Kp=_____________ (Kp为以分压表示的平衡常数)。

(3)反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的反应机理如下:

第一步:I22I(快速平衡)

第二步:I+H2H2I(快速平衡)

第三步:H2I+I 2HI (慢反应)

①第一步反应_____________ (填 “放出”或“吸收”)能量。

②只需一步完成的反应称为基元反应,基元反应如aA+dD = gG+hH 的速率方程,v= kca(A)cd(D),k为常数;非基元反应由多个基元反应组成,非基元反应的速率方程可由反应机理推定。H2(g)与I2(g)反应生成 HI(g)的速率方程为v= ________(用含k1、k-1、k2…的代数式表示)。

【答案】H+ I3- > 0.0125 (或0.167) 吸收 c(H2)·c(I2)

【解析】

(1)加水稀释,SO2+I2+2H2O3H++HSO4-+2I-正向移动,I-+I2I3-逆向移动,同时,加水稀释后HSO4- 电离程度增大,结合图中信息,可确定曲线a表示H+、曲线b表示I-、曲线c表示HSO4-、曲线d表示I3-。从而得出图中表示的微粒:a为H+,d为I3-。答案为:H+;I3-;

(2) ①随着温度的不断升高,HI的物质的量不断减小,H2的物质的量不断增大,则平衡正向移动,所以正反应为吸热反应,该反应的△H>0。答案为:>;

②从图中采集数据,600℃时,n(HI)=0.75mol,n(H2)=0.125mol,反应前后气体分子数不变,从而得出平衡分压p(I2)=MPa=0.0125MPa,反应HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数Kp==(或0.167)。答案为:0.0125;(或0.167);

(3)①第一步反应断裂共价键,吸收能量。答案为:吸收;

②反应速率由慢反应决定,即v=k3c(H2I)·c(I),

第一步是快速平衡,k1c(I2)=k-1c2(I),可得c2(I)=c(I2),

第二步也是快速平衡,k2c(I)·c(H2)=k-2c(H2I),可得c(H2I)=c(H2)·c(I),

v=k3c(H2)·c(I)·c(I)= k3c(H2)·c(I2)=c(H2)·c(I2)。答案为:c(H2)·c(I2)。

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B. 最高价氧化物对应水化物的酸性:X>W>Z

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(4)由元素A、C及氢元素形成的化合物中含有的化学键的类型有______________________。

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(1)C的结构简式为________。

(2)丙烯酸中含氧官能团的名称为_____________。

(3)③④反应的反应类型分别为_____________、___________。

(4)写出下列反应方程式

①反应①的化学方程式____________;

②反应②的化学方程式_________________;

③反应⑤的化学方程式____________。

(5)丙烯酸(CH2 = CH — COOH)可能发生的反应有_______________(填序号)

A 加成反应 B 取代反应 C 加聚反应 D 中和反应 E 氧化反应

(6)丙烯分子中最多有______个原子共面

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A.HCl溶液滴加一半时,溶液pH>7

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C.pH=8时,溶液中NaHCO3的物质的量浓度为0.1 mol·L-1

D.在M点:c(Na+)>c(CO)=c(HCO)>c(OH-)>c(H+)

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【题目】钛矿工业中的酸性废水富含Ti、Fe等元素,其综合利用如下(已知:TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中):

(1)富含TiO2+溶液中加入Na2CO3粉末能得到固体TiO2nH2O,其原理是______________。

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