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1. 二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學當前的重要研究內容之一21世紀教育網(wǎng)

(1)硫酸生產(chǎn)中，SO₂催化氧化生成SO₃：

2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)

某溫度下，SO₂的平衡轉化率(a)與體系總壓強(p)的關系如右圖所示。根據(jù)圖示回答下列問題：

①將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密閉容器中，反應達平衡后，體系總壓強為0.10MPa。該反應的平衡常數(shù)等于_____。

②平衡狀態(tài)由A變到B時．平衡常數(shù)K(A)_______K(B)(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(2)用CH₄催化還原NO_x可以消除氮氧化物的污染。例如：

CH₄(g)+4NO₂(g)＝4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H＝－574 kJ·mol^－¹

CH₄(g)+4NO(g)＝2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H＝－1160 kJ·mol^－¹

若用標準狀況下4.48L CH₄還原NO₂至N₂整個過程中轉移的電子總數(shù)為______(阿伏加德羅常數(shù)的值用N_A表示)，放出的熱量為______kJ。

(3)新型納米材料氧缺位鐵酸鹽(MFe₂O_x 3＜x＜4，M＝Mn、Co、Zn或Ni＝由鐵酸鹽(MFe₂O₄)經(jīng)高溫還原而得，常溫下，它能使工業(yè)廢氣中的酸性氧化物分解除去。轉化流程如圖所示：

請寫出MFe₂O_x分解SO₂的化學方程式　　　　　　　　　　　　　　　(不必配平)。

　 [答案](1)①800L·mol^－1　 ②＝ (2)1.60N_A(或1.6N_A)　 173.4 (3)MFe₂O_x+SO₂→MFe₂O₄+S

　　[解析](1)據(jù)題意當容器中總壓強為0.10MPa時，SO₂的平衡轉化率為0.80，據(jù)此可計算得出平衡時c(SO₂)=0.040mol·L^－1；c(O₂)=0.020mol·L^－1；c(SO₃)=0.16mol·L^－1。根據(jù)平衡常數(shù)的計算式：K==800L·mol^－1；只要溫度不變，平衡常數(shù)就不改變，在此變化過程中，只有壓強的改變，溫度未發(fā)生變化，故K(A)=K(B)。

　 (2)用標準狀況下4.48LCH₄還原NO₂ 至N₂，4.48LCH₄的物質的量為0.20mol，在此過程中CH₄中碳元素的化合價有-4價升高到+4價，轉化為CO₂，失去電子的總物質的量為0.20mol×8= 1.60mol，故轉移電子數(shù)為1.60N_A。由題目給知的熱化學方程式，根據(jù)蓋斯定律可以得出CH₄還原NO₂至N₂的熱化學方程式為：CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H＝－867 kJ·mol^－¹，則0.2molCH₄反應放出的熱量為867 kJ·mol^－¹×0.2mol=173.4kJ。

　 (3)此題中反應物已知為MFe₂O_X和SO₂，反應后生成MFe₂O₄，由MFe₂O_X轉化為MFe₂O₄，氧原子數(shù)增加，故SO₂失去氧原子轉化為S，反應式為：MFe₂O_X+SO₂=MFe₂O₄+S。

[考點分析]平衡常數(shù)、反應熱、氧化還原反應方程式書寫。

試題詳情

24. ⑴北京奧運會“祥云”火炬燃料是丙烷(C₃H₈)，亞特蘭大奧運會火炬燃料是丙烯(C₃H₆)。

　 ①丙烷脫氫可得丙烯。

　　　已知：C₃H₈(g)→CH₄(g)+HC≡CH(g)+H₂(g)　 △H₁＝156.6 kJ·mol^-1

　　　 CH₃CH＝CH₂(g)→CH₄(g)+HC≡CH(g)　 △H₂＝32.4 kJ·mol^-1　

　則相同條件下，反應C₃H₈(g)→CH₃CH＝CH₂ (g)+H₂(g)的△H＝　　　　 kJ·mol^-1。

②以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O₂和CO₂，負極通入丙烷，電解質是熔融碳酸鹽。電池反應總方程式為　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；放電時，CO₃²^－移

向電池的　　　　　 (填“正”或“負”)極。

⑵反應A(g)+B(g) C(g)+D(g)過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。

�、僭摲磻莀______________反應(填“吸熱”“放熱”)；

�、谠诜磻w系中加入催化劑，反應速率增大，E₁和E₂的變化是：E₁_________，E₂________(填“增大”“減小”“不變”)；

�、鄯磻w系中加入催化劑對反應熱是否有影響？_____________，原因是______________

______________________________________________________________________　 ____。

[答案]

⑴　 ①124.2　　 ②C₃H₈+5O₂＝3CO₂+4H₂O　　負　　

　 ⑵　 ①放熱　　 ②減小　　減小

　　　 ③不影響　　催化劑不改變平衡的移動　

[專題綜合]

試題詳情

23. 紅磷P(s)和Cl₂(g)發(fā)生反應生成PCl₃(g)和PCl₅(g)。反應過程和能量關系如圖所示(圖中的△H表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。

根據(jù)右圖回答下列問題：

(1)原子最外層電子均達到8電子結構的分子是

　　　　　　　(選填“PCl₃”或“PCl₅”)。

(2)P和Cl₂反應生成PCl₃的熱化學方程式

______　　　　　　　　　　　　　　　　 _。

(3) PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的熱化學方程式__________________　　　　　　 _　　。

(4)PCl₅與足量水充分反應，最終生成兩種酸，其化學方程式是

________________ ___　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 __。

[答案]

.　　 (1)PCl₃

(2) P(s)+Cl₂(g)₌₌₌ PCl₃(g)；△H＝－306kJ·mol^－¹　

(3) PCl₅(g)₌₌₌PCl₃(g)+Cl₂(g)；△H＝+93kJ·mol^－¹　　

(4)PCl₅+4H₂O₌₌₌H₃PO₄+5HCl。

試題詳情

22. 現(xiàn)有A、B、C、D、E、F六種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。已知A與D、C與E分別同主族，D、E、F同周期；A、B的最外層電子數(shù)之和與C的最外層電子數(shù)相等，A與C形成的化合物常溫下均為液態(tài)，A分別與E、F形成的氣體分子電子總數(shù)相等。

請回答下列問題：

(1)元素B在周期表中的位置是_____________________，元素D的原子結構示意圖為_________________________。

(2)A、D、E 3種元素形成一種離子化合物，其水溶液呈堿性，試用離子方程式表示該溶液中存在的所有平衡______________________________________

________________________________________________________________。

(3)A₂C比A₂E沸點高的原因是______________________________________。

(4)在一定條件下，A、C的單質和A、C、D形成的離子化合物的水溶液可構成電池，該電池正極的電極反應式為_________________________________，負極的電極反應式為______________________________；該電池在放電過程中，電解質溶液的pH將___________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(5)化合物B₂A₄和B₂C₄的液體曾被用作火箭推進劑，燃燒反應的生成物是一種氣態(tài)單質和一種化合物，它們對環(huán)境無污染。1 mol B₂A₄與B₂C₄完全反應生成兩種氣體時放出熱量516.8 kJ，則該反應的熱化學方程式為

_________________________________________________________________。

[答案]