| 温度/℃ | 500 | 525 | 550 | 575 | 600 |
| 平衡转化率/% | 93.5 | 90.5 | 85.6 | 80.0 | 73.7 |
分析 (1)已知:①.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)═2H2SO4(l)△H=-457kJ•mol-1
②.SO3(g)+H2O(l)═H2SO4(l)△H=-130kJ•mol-1
根据盖斯定律,①-2×②可得:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)△H=-197kJ•mol-1,进而计算每生成l mol SO3(g)的焓变;
①根据v=$\frac{△c}{△t}$ 计算v(SO3),再利用速率之比等于化学计量数之比计算v(O2);
②正反应为气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,氧气的转化率增大;
平衡常数只受温度影响,与压强无关,正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小;
(2)结合二氧化硫的转化率计算平衡时各组分的体积,进而计算SO3的体积分数;
(3)①同物质的量的SO2与NH3溶于水,发生反应生成亚硫酸氢铵;
根据电荷守恒,可知:c(H+)+c(NH4+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-),溶液中氢离子源于水电离、HSO3-的水解、NH4+的水解,氢氧根离子源于水的电离、HSO3-的水解,由水电离得到的c水(H+)与c水(OH-)相等,据此判断;
②吸收Cl2后的溶液仍呈强碱性,说明有大量OH-,氯气能将亚硫酸根氧化为硫酸根,自身被还原为氯离子.
解答 解:(1)已知:①.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)═2H2SO4(l)△H=-457kJ•mol-1
②.SO3(g)+H2O(l)═H2SO4(l)△H=-130kJ•mol-1
根据盖斯定律,①-2×②可得:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)△H=-197kJ•mol-1,故每生成l mol SO3(g)的△H=(-197kJ•mol-1)×$\frac{1}{2}$=-98.5kJ•mol-1,
故答案为:-98.5;
①v(SO3)=$\frac{0.75mol/L}{10min}$=0.075mol/(L.min),速率之比等于化学计量数之比,则v(O2)=$\frac{1}{2}$v(SO3)=$\frac{1}{2}$×0.075mol/(L.min)=0.0375mol/(L.min),
故答案为:0.0375mol/(L.min);
②正反应为气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,氧气的转化率增大,故压强P1<P2;
平衡常数只受温度影响,与压强无关,正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,故平衡常数:KA=KB>KC,
故答案为:<;KA=KB>KC;
(2)参加反应二氧化硫为:100L×7%×80%=5.6L,
2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)
开始(L):7 11 0
转化(L):5.6 2.8 5.6
平衡(L):1.4 8.2 5.6
故平衡时SO3的体积分数为 $\frac{5.6L}{1.4L+8.2L+5.6L+100L×82%}$×100%≈5.8%,
故答案为:5.8;
(3)①同物质的量的SO2与NH3溶于水,发生反应生成亚硫酸氢铵,反应离子方程式为:SO2+NH3+H2O=NH4++HSO3-;
根据电荷守恒,可知:c(H+)+c(NH4+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-),则c(H+)-c(OH-)=c(HSO3-)+2c(SO32-)-c(NH4+)
溶液中氢离子源于水电离、HSO3-的水解、NH4+的水解,氢氧根离子源于水的电离、HSO3-的水解,由水电离得到的c水(H+)与c水(OH-)相等,则c(H+)-c(OH-)=[c(SO32-)+c(NH3•H2O)+c水(H+)]-[c(H2SO3)+c水(OH-)]=c(SO32-)+c(NH3•H2O)-c(H2SO3),故cd正确,
故答案为:SO2+NH3+H2O=NH4++HSO3-;cd;
②吸收Cl2后的溶液仍呈强碱性,说明有大量OH-,氯气能将亚硫酸根氧化为硫酸根,自身被还原为氯离子,则吸收Cl2后的溶液中一定存在的阴离子有OH-和Cl-、SO42-,
故答案为:Cl-、SO42-.
点评 本题反应热有关计算、反应速率计算、化学平衡计算、化学平衡图象、离子浓度大小比较等,属于拼合型题目,(4)中离子浓度判断为易错点、难点,注意利用电荷守恒、电离与水解进行分析解答,题目难度中等.
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | Cl2与FeBr2溶液反应,当n(Cl2):n(FeBr2)=1:1时,2Fe2++4Br-+3Cl2═2Fe2++2Br2+6Cl- | |
| B. | NaOH溶液与SO2反应,当n(NaOH):n(SO2)=4:3时,4OH-+3SO2═SO32-+2HSO3-+H2O | |
| C. | 酚酞滴入碳酸钠溶液中,溶液变红:CO32-+H2O═HCO3-+OH- | |
| D. | 将铝条投入NaOH溶液中:Al+OH-+H2O═AlO2-+H2↑ |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | pH=1的溶液:Ag+、Al3+、Cl-、SO42- | |
| B. | 能使酚酞试液变红的溶液:Na+、K+、HCO3-、S2- | |
| C. | $\frac{c(O{H}^{-})}{c({H}^{+})}$=10-12的溶液:NH4+、Cu2+、NO3-、Cl- | |
| D. | 水电离产生的c(OH-)=10-12 mol•L-1的溶液:K+、Fe2+、SO42-、NO3- |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | 铜片表面发生氧化反应 | B. | 电子从铜片流向锌片 | ||
| C. | 电流从锌片流向铜片 | D. | 锌片为负极铜片为正极 |
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