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原理综合题
1.有效去除大气中的H2S、SO2以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。
(1)氨水可以脱除烟气中的SO2.氨水脱硫的相关热化学方程式如下:
2NH3(g) + H2O(1) + SO2(g)=(NH4)2SO3(aq) ΔH=akJ/mol
2NH4HSO3(aq)=((NH4)2SO3 (aq) + H2O(l) + SO2(g) ΔH =bkJ/mol
2(NH4)2SO3(aq) + O2(g)= 2(NH4)2SO4 (aq) ΔH = ckJ/mol
反应2NH3(g) + 2NH4HSO3(aq)+O2(g)= 2(NH4)2SO4+(aq)的 ΔH =_______ kJ/mol(用含a、 b、c的代数式表示)。
(2)H2S与CO2在高温下发生反应: H2S(g) + CO2(g) COS(g)+ H2O(g)。在610K时,将。0.40 mol H2S与0.20 mol CO2充入5 L的空钢瓶中,反应达到平衡后水的物质的量分数为0.2。
①上述条件下H2S的平衡转化事α1=_______ %。
②若在620 K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.3,该反应的ΔH _______ 0(填“<” “>”“<或=”)。
③在610 K时反应H2S(g) + CO2(g) COS(g) + H2O(g)平衡建立的基础上,改变下列一种条件,能使H2S平衡转化率增大的是_______ (填标号)。
A.向容器中通入H2S B.向容器中通入CO2
C.加入催化剂 D.缩小容器的体积
(3)在气体总压强分别为p1和p2时,反应2SO3(g) 2SO2 g) + O2(g)在不同温度下达到平衡, 测得SO3(g)及SO2(g)的物质的量分数如图所示:
①压强: p2_______ p1(填:“>”或”<”) :判断的理由是_______。
②若p1=8.1MPa,起始时充入a mol的SO3(g)发生反应,计算Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp=_______ MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压-总压×物质的量分数)。
2.硫酸铅(PbSO4),制造铅蓄电池的一种原料;以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,可实现铅的再生利用。
(1)铅蓄电池中需要配制5.3 mol∙L−1的H2SO4溶液,需要的仪器有玻璃棒、___________(从下列图中选择,写出名称)。
(2)工业上以PbS为原料可以制取PbSO4,80℃时浸取,将PbS与盐酸、MnO2和饱和食盐水一起浸取,PbS反应后生成和S。
①写出PbS反应的离子方程式:___________。
②浸取时应控制盐酸的浓度。其他条件一定,若盐酸浓度过大,铅元素的浸出率反而下降,原因是___________。
(3)用废旧铅酸电池中的含铅废料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用的过程中,
过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为:
i:2Fe2++PbO2+4H++=2Fe3++PbSO4+2H2O
ii:2Fe3++Pb+=2Fe2++PbSO4
下列实验方案可证实上述催化过程。请将实验方案补充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。
b.___________。
(4)已知:Ksp(PbCO3)=1.5×10−13,Ksp(PbSO4)=1.8×10−8.在某制备过程中,经检测,过滤出的PbCO3沉淀中混有PbSO4,则该滤液中=___________。
(5)以铅蓄电池为电源,电解二氧化碳酸性溶液可制得丙烯(如图)。
①Y极与电源___________(填“正极”或“负极”)相连。
②该离子交换膜为___________膜。
③X极的电极反应式为___________。
3.在加热、加压条件下,利用金属锰的水热反应可将CO2转化为甲酸(HCOOH),转化关系示意图如下:
(1)HCOOH的官能团是羧基。HCOOH分子中与碳原子形成共价键的原子的数目是_______。
(2)转化过程可认为分两步反应进行:
反应I. Mn + H2OMnO + H2↑; 反应Ⅱ. ……
写出加热、加压条件下反应Ⅱ的化学方程式:_______。
(3)反应一段时间后,生成HCOOH的速率增大,可能的原因是_______(填字母)。
A.反应放热使温度升高
B.反应I得到的MnO对HCOOH的生成有催化作用
C.H2能将MnO转化为MnO2
4.加深对含氮氧化物的研究,有利于为环境污染提供有效决策。回答下列问题:
(1)已知:2NO(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH1=-114 kJ·mol-1;
C(s)+O2(g)CO2