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SO2的反应几乎不受影响,其可能原因是________________________________________________________________________。(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时,清液(pH约为8)中SO23-将NO2转化为NO-2,其离子方程式为________________________________________________。解析:(1)应用盖斯定律进行解答。①O3的氧化性很强,O3能将NO2氧化为更高价的氮氧化物。②O3能氧化SO2,而增加n(O3)时O3氧化SO2的反应几乎不受影响,其原因是SO2与O3的反应速率慢。(3)NO2转化为NO2-是NO2发生了还原反应,则SO32-发生氧化反应;pH=8的溶液呈碱性。在此基础上,应用书写氧化还原反应型离子方程式的规则,可写出SO32-与NO2反应的离子方程式。答案:(1)-(2)①O3将NO2氧化为更高价氮氧化物(或生成了N2O5)②SO2与O3的反应速率慢(3)SO23-+2NO2+2OH-===SO42-+2NO-2+,主要成分是 CaSO4·2H2O。(1)CaSO4·2H2O脱水反应相关的热化学方程式如下:CaSO4·2H13H1=+·mol-12O(s)===CaSO4·H2O(s)+H2O(g)22CaSO4·2H2O(s)===CaSO4(s)+2H2O(l)H2=+26kJ·mol-1H2O(g)===H2O(l)H3=-44kJ·mol-111H2O(g)的H4=________kJ·mol-1则反应CaSO4·H2O(s)===CaSO4(s)+2。2用不同的还原剂可以将CaSO4还原,所得SO2可用于工业生产硫酸。①以CO作还原剂,改变反应温度可得到不同的产物。不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图 1所示。在低于 800℃时主要还原产物为 ________;高于800℃时CaS减少的原因是 __________________________________________________________________________________________________________(用化学方程式表示 )。②以高硫煤为还原剂焙烧 ,不同条件对硫酸钙转化率的影响如图 2所示。CaCl2的作用是_________________________________________________________________;当温度高于 1200℃时,无论有无 CaCl2存在,CaSO4的转化率趋于相同,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③以C作还原剂,向密闭容器中加入相同质量的几组不同 C/S值(C与CaSO4的物质的量比)的混合物在1100℃加热,结果如图3所示。当C/,反应产物为CaO、SO2、CO2;当C/,反应所得气体中SO2的体积分数不升反降,其可能原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)利用反应CaSO4(s)+(NH4)2CO3(aq)CaCO3(s)+(NH4)2SO4(aq)可以将磷石膏转化为硫酸铵。若反应达到平衡后溶液中c(SO42-)=·L-1,此时溶液中c(CO32-)=-9-7_______________。已知:Ksp(CaCO3)=×,K=×[(CaSO4)]解析:(1)将给定的三个热化学方程式分别标为①②③,根据盖斯定律,由②-①-2×③可得目标热化学方程式,故H4=H2-H1-2H3=(26-+44×2)kJ·mol-1=+·mol-1。(2)①由图示可知,在低于800℃时,还原的主要产物为CaS,在高于800℃时,得到的主要产物为CaO,则此时是CaS与CaSO4反应生成CaO。②由图示可看出,在高于1200℃时,加入CaCl2与不加入CaCl2时CaSO4的转化率相同,但较低温度下加入CaCl2时转化率高,故CaCl2的作用为催化剂。③当C/,原料中的还原剂C的含高温量增加,则高温下过量的C与CO2发生反应CO2+C=====2CO,从而使得气体总体积增大。2-2-2+(3)根据反应的化学方程式可知,该反应的平衡常数K=cSO4=cSO4·cCa2+=2-2-·cCacCO3cCO3=×10-7KspCaSO4-9=800,故当c(SO2--1时,c(CO2--1。×1074)=·3)=·答案:(1)+(2)①CaS高温CaS+3CaSO4=====4CaO+4SO2↑②作催化剂两种情况下反应均达到平衡状态,催化剂CaCl2不改变平衡状态③CO2高温下与过量C反应生成CO,使气体总体积增大(或部分转化为其他含S物质)(3)×10-2-1mol·L3.“温室效应”是全球关注的环境问题之一。 CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体,CO2的综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。(1)研究表明CO2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。已知部分反应的热化学方程式如下:CH3OH(g)+3O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)H1=akJ·mol-12H2(g)+1O2(g)===H2O(l)H2=bkJ·mol-12H2O(g)===H2O(l)H3=ckJ·mol-1则CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)H=______________kJmol·-1。(2)CO2催化加氢也能合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图1所示,曲线b表示的物质为________(填化学式)。(3)CO2和H2在催化剂 Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应, 分别生成 CH3OH和CO。反应A:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反应B:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)控制CO2和H2初始投料比为1∶3时,温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图2所示。①由图2可知温度升高 CO的产率上升,其主要原因可能是________________________________________________________________________。②由图2可知获取 CH3OH最适宜的温度是 ________。下列措施有利于提高 CO2转化为CH3OH的平衡转化率的有________(填字母)。,增加反应物的浓度解析:(1)将已知的前三个热化学方程式编号为①②③,根据盖斯定律,将3×②-①-③可得第4个热化学方程式,故H=(3b-a-c)kJ·mol-1H2的物质。(2)由图可知平衡时的量随温度升高而增大,则曲线a代表CO2,由化学方程式中各物质的化学计量数可知,b表示H2O,c表示C2H4。(3)②使用催化剂不影响平衡,A错误;增大压强反应A平衡正向移动,反应B平衡不移动,CO2转化为CH3OH的转化率增大,B正确;增大CO2和H2的初始投料比,CO2转化率减小,C错误;投料比和容器体积不变时,增加反应物的浓度等效于增大压强,D正确。答案:(1)3b-a-c(2)H2O(3)①反应B正反应是吸热反应,温度升高平衡正向移动,CO产率升高②250℃、电池、颜料与染料等领域有广泛应用。(1)CoO是一种油漆添加剂,可通过反应①、②制备。①2Co(s)+O2(g)===2CoO(s)H1=akJ·mol-1②CoCO3(s)===CoO(s)+CO2(g)H2=bkJ·mol-1则反应2Co(s)+O2(g)+2CO2(g)===2CoCO3(s)的H=________________。(2)某含钴催化剂可同时催化去除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOx。不同温度下,将模拟尾气(成分如下表所示)以相同的流速通过该催化剂,测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据如图所示。模拟尾气气体(10mol)碳烟NOO2He(amol)%5%%-380℃时,,则Y的化学式为____________。②实验过程中采用 NO模拟NOx而不采用 NO2的原因是________________________________________________________________________。解析:(1)将给定的两个热化学方程式按照①-②×2可得目标热化学方程式,故H=-1、O2的物质的量以及排出气体中O2、CO2的物质的(a-2b)kJ·mol。(2)①根据尾气中NO量可知,反应掉的NO在反应中提供的n(O)=(×2+×2-10×5%×2)mol=,由图示可知,生成X的n(NO)=(10×%×16%)mol=,生成Y的n(NO)=(10×%×8%)mol=,若X为N2,Y为N2O,则提供的n(O)=×12=,若X为N2O,Y为N2,则提供的n(O)=×12+,故Y为N2O。答案:(1)(a-2b)kJ·mol-1(2)①N2O ②真实尾气中的 NOx以NO为主(或NO2气体中存在 N2O4,不便于定量测定),某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。(1)已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)H1=-·mol-15H2=-·-1C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)22H2(g)+O2(g)===2H2O(l)H3=-·mol-1则甲烷气相裂解反应:2CH4(g)===C2H2(g)+3H2(g)的H=________。(2)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时,几种气体平衡时分压 (Pa)与温度(℃)的关系如图所示。①T1℃时,向2L恒容密闭容器中充入 2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=c(CH4)。该反应达到平衡时, CH4的转化率为________。②对上述平衡状态, 若改变温度至 T2℃,经10s后再次达到平衡, c(CH4)=2c(C2H4),则10s内C2H4的平均反应速率 v(C2H4)=________,上述变化过程中 T1______(填“>”或“<”)T2,判断理由是 ______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若容器中发生反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g),列式计算该反应在图中A点温度时的平衡常数K=________(用平衡分压代替平衡浓度);若只改变一个反应条件使该反应的平衡常数K值变大,则该条件是______(填字母)。:(1)将三个已知的热化学方程式依次编号为①②③,根据盖斯定律,由①×2-②32CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)H=+·mol-1-③×可得热化学方程式。(2)①设2达到平衡时,甲烷转化了xmol·L-1,根据“三段式”法进行计算:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)起始(mol·L-)转化(mol·L-)平衡(mol·L-1)--x=,解得x=,故CH4的转化率为 ×100%≈%。②,因重新达到平衡后甲烷的浓度增大,故反应逆向移动,则T1℃→T2℃为降温过程,即T1>T2。结合①的计算结果,设重新达到平衡时,甲烷的浓度变化了ymol·L-1,根据“三段式”法进行计算:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)起始(mol·L-)转化(mol·L-)平衡(mol·L-+--y)-+y=2×(-),解得y=。则v(C2H4)=×·=-1 -1125mol·L·s 。由题图中数据可知,平衡时各物质分压如下:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)1×103-11×1041×10平衡常数K=1×1043×1×10-1=1×105。平衡常数只与温度有关,由题给图像可知321×10该反应为吸热反应,则升高温度可使化学平衡常数增大。答案:(1)+·mol-1(2)①%-1-1>从题给图像判断出该反应为吸热反应,对比②··sT1℃和T2℃两种平衡状态,由T1℃到T2℃,CH4浓度增大,说明平衡逆向移动,则T1>T2(3)1×、氮及其化合物是同学们经常能接触到的重要物质,是科学研究的重要对象。(1)H2NCOONH4是工业合成尿素的中间产物,该反应的能量变化如图甲所示。用CO2和氨气合成尿素的热化学方程式为________________________________________。合理利用CO2、CH4,抑制温室效应成为科学研究的新热点。一种以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸(H<0)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率分别如图乙所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________。250℃和400℃时乙酸的生成速率几乎相等, 实际生产中应选择的温度为________℃。(3)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入体积为2L的密闭容器中发生反应2NO+2CO2CO2+N2。保持温度和体积不变,反应过程中NO的物质的量随时间的变化如图丙所示。①平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各,平衡将________(填“向左”“向右”或“不”)移动。②图中a、b分别表示在一定温度下,使用相同质量、不同表面积的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是________(填“a”或“b”)。③15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是________(任答一条即可)。解析:(1)反应物能量高,生成物能量低,由图甲可知放出的能量为272kJ·mol-1-138kJ·mol-1=134kJ·mol-1,用CO2和氨气合成尿素的热化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)===CO(NH2)2(s)+H2O(l)H=-134kJ·mol-1。(2)250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是250℃时催化剂的催化效率最好,之后催化剂的催化效率急剧降低;250℃和400℃时乙酸的生成速率几乎相等,实际生产中应选择的温度为250℃,250℃时催化剂活性最高。(3)由图丙可知:,,则有2NO(g)+2CO(g)催化剂2CO2(g)+N2(g)起始/..-·12CO2××=c2NO×c2CO=×=5c22=×==<K,故反应向右移动。c×cCO×②催化剂表面积大,反应速率快,达平衡时间短,由图可知,b曲线代表条件下的反应速率快,b的催化剂表面积大。③由图像可知,NO的浓度减小,平衡正向移动,所以改变条件为增加CO的物质的量浓度、增大压强、减小生成物浓度。答案:(1)2NH3(g)+CO2(g)===CO(NH2)2(s)+H2O(l)-1H=-134kJmol·(2)250℃时,催化剂的催化效率最好,之后催化剂的催化效率急剧降低250(3)①向右②b③增加CO的物质的量浓度、增大压强、减少生成物浓度