(1)SO2的排放主要來自於煤的燃燒,工業上常用氨水吸收法處理尾氣中的SO2。已知吸收過程中相關反應的熱化學方...
問題詳情:
(1)SO2 的排放主要來自於煤的燃燒,工業上常用氨水吸收法處理尾氣中的 SO2。已知吸收過程中相關反應的熱化學方程式如下:
①SO2(g)+NH3·H2O(aq)=NH4HSO3(aq) ΔH1=a kJ/mol;
②NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) ΔH2=b kJ/mol;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) ΔH3=c kJ/mol。
則反應 2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的 ΔH=____kJ/mol。
(2)SO2是形成*雨的主要汙染物,燃煤脫硫原理為 2CaO(s)+2SO2(g)+O2(g)⇌2CaSO4(s)。向 10L 恆溫恆容密閉容器中加入 3mol CaO,並通入 2mol SO2 和 lmol O2 發生上述反應,2min時達平衡,此時 CaSO4 為1.8mol。0〜2min 內,用 SO2 表示的該反應的速率v(SO2)=____,其他條件保持不變,若上述反應在恆壓條件下進行,達到平衡時 SO2 的轉化率____(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)NO 的排放主要來自於汽車尾氣,淨化原理為:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ΔH=−746.8kJ/mol。實驗測得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v 逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k 正、k 逆為速率常數,只與溫度有關)。
①達到平衡後,僅升高溫度,k正增大的倍數____(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍數。
②若在 1L 的密閉容器中充入 1molCO 和 1mol NO,在一定溫度下達到平衡時,CO 的轉化率為 40%,則k正︰k逆=____。
(4)以連二硫*根(S2O42-)為媒介,使用間接電化學法也可處理燃煤煙氣中的NO,裝置如圖所示:
①*極區的電極反應式為____。
②NO 吸收轉化後的主要產物為 NH4+,若通電時電路中轉移了 0.3mol e-,則此通電過程中理論上吸收的 NO 在標準狀況下的體積為____mL。
(5)欲用 5L Na2CO3 溶液將 23.3g BaSO4 固體全都轉化為 BaCO3,則所用的 Na2CO3 溶液的物質的量濃度至少為____。(已知:常溫下K(BaSO4)=1×10−7、K(BaCO3)=2.5×10−6)。(忽略溶液體積的變化)
【回答】
2a+2b+c 0.09mol/(L·min) 增大 ﹤ 2SO32-+4H++2e- =S2O42-+2H2O 1344 0.52mol/L
【分析】
(1)根據蓋斯定律解答;
(2)根據化學反應速率的數學表示式計算反應速率;向正反應方向進行,氣體物質的量減小,維持恆壓不變,SO2的轉化率比恆容時增大;
(3)①正反應為放熱反應,升高溫度平衡向左移動,則正反應速率增大的倍數小於逆反應速率增大的倍數,據此解答;
②當反應達到平衡時,故,平衡時,,據此解答;
(4)①*極區發生還原反應,從圖中找出*極反應物,寫它發生還原反應的電極反應式;
②NO吸收轉化後的主要產物為NH4+,寫出關係式,按電子數守恆,求出一氧化氮在標準狀況下體積;
(5) n(BaSO4)==0.1mol,將0.1mol硫*鋇溶解於5L溶液中,設至少需要物質的量濃度為xmol/L的Na2CO3溶液,當BaSO4完全溶解後,所得5L溶液中c(SO42-)=0.02mol/L,此時溶液中c(CO32-)=(x-0.02)mol/L,由BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-可知,此反應的化學平衡常數。
【詳解】
(1)根據蓋斯定律,熱化學方程式①×2+②×2+③得:,故該反應的,故*為:2a+2b+c;
(2)生成CaSO4物質的量為1.8mol的同時消耗SO2的物質的量為1.8mol,根據化學反應速率的數學表示式,v(SO2)=1.8/(10×2)mol/(L·min)=0.09 mol/(L·min);向正反應方向進行,氣體物質的量減小,維持恆壓不變,SO2的轉化率比恆容時增大,故*為:0.09mol/(L·min);增大;
(3)①正反應為放熱反應,升高溫度平衡向左移動,則正反應速率增大的倍數小於逆反應速率增大的倍數,濃度不變,故增大的倍數小於增大的倍數,故*為:;
②當反應達到平衡時,故,平衡時,,則,故*為:;
(4) ①由圖可知,*極區通入液體主要含SO32-,流出主要含S2O42-,所以*極區電極反應式為2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O,故*為:2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O;
②NO吸收轉化後的主要產物為NH4+,若通電一段時間後*極區n(SO32-)減少了0.3mol,此過程轉移0.3mole−;由於NO吸收轉化後的主要產物為NH4+,NO~NH4+~5e−,若電路中轉移轉移0.3mole−,消耗NO0.06mol,標準狀況下體積為V(NO)=0.06mol×22.4L/mol=1.344L=1344mL,故*為:1344;
(5)設至少需要物質的量濃度為x的溶液,當完全溶解後,所得5L溶液中,此時溶液中,由可知,此反應的化學平衡常數,解得,故*為:。
知識點:沉澱溶解平衡
題型:綜合題
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