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1、2019-2020年高考化学二轮复习热考大题专攻练五平衡理论与应用可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16Na-23Mg-24Al-27Si-28S-32Cl-35.5Fe-56Cu-64As-75I-1271.(14分)利用氨水吸收烟气中的二氧化硫,其相关反应的主要热化学方程式如下:SO2(g)+NH3H2O(aq)NH4HSO3(aq) H1=akJmol-1NH3H2O(aq)+NH4HSO3(aq)(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)H2=bkJmol-12(NH4)2SO3(aq)+O2(g)2(NH4)2SO4(aq)H3=ckJmol-1(1)反应2SO2(g)
2、+4NH3H2O(aq)+O2(g)2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的H=_kJmol-1。(2)用空气氧化(NH4)2SO3的速率随温度的变化如右图所示,当温度超过60时,(NH4)2SO3氧化速率下降的原因可能是_。(3)以磷石膏废渣和碳酸铵为原料制备硫酸铵,不仅解决了环境问题,还使硫资源获得二次利用。反应的离子方程式为CaSO4(s)+C(aq)S(aq)+CaCO3(s),该反应的平衡常数K=_。已知Ksp(CaCO3)=2.910-9,Ksp(CaSO4)=9.110-6(4)(NH4)2SO4在工农业生产中有多种用途。将黄铜精矿(主要成分Cu2S)与硫酸铵混合后在空气中
3、进行焙烧,可转化为硫酸铜同时产生氨气。该反应的化学方程式为_。研究硫酸铵的分解机理有利于对磷石膏的开发。在500下硫酸铵分解过程中得到4种产物,其含氮物质随时间变化关系如图甲所示。写出该条件下硫酸铵分解的化学方程式,并用单线桥标出电子转移的方向及数目:_。(NH4)2SO4是工业制备K2SO4的重要原料。根据图乙中相关物质的溶解度曲线,简述工业上制备K2SO4晶体的设计思路:_。【解析】(1)根据盖斯定律分析,将反应标记为、,则2+2+即可得热化学方程式为2SO2(g)+4NH3H2O(aq)+O2(g)2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的H=(2a+2b+c)kJmol-1。(2)
4、因为温度过高(NH4)2SO3会分解,浓度减小,所以反应速率降低。(3)该反应的平衡常数K=3 138。(4)黄铜精矿与硫酸铵在氧气存在的条件下反应生成硫酸铜和氨气和水,反应方程式为2Cu2S+2(NH4)2SO4+5O24CuSO4+4NH3+2H2O。从图分析,硫酸铵分解生成的氮气和氨气的比例为14,根据化合价分析,氮元素化合价升高,所以有硫元素化合价降低,产生二氧化硫,所以氮气和二氧化硫的比例为13,根据原子守恒配平,反应方程式为3(NH4)2SO4N2+4NH3+3SO2+6H2O,在反应中氮原子失去电子,硫原子得到电子,转移6个电子。通过图象分析,NH4Cl的溶解度在80以上比较大,
5、所以先配制较高温度的溶液,利用氯化钾和硫酸钾的溶解度随温度变化不大,进行结晶操作,故操作为配制较高温度(80100)下的硫酸铵、氯化钾饱和混合溶液,冷却结晶,过滤、洗涤。答案:(1)(2a+2b+c)(2)温度过高(NH4)2SO3会分解,浓度减小(或温度升高氧气在溶液中溶解度降低)(3)3138(4)2Cu2S+2(NH4)2SO4+5O24CuSO4+4NH3+2H2O配制较高温度(80100)下的硫酸铵、氯化钾饱和混合溶液,冷却结晶,过滤、洗涤2.(14分)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定下来,可以减少SO2的排放,但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,从而降低脱硫
6、效率。相关的热化学方程式如下:CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)H1=+210.5 kJmol-1CaSO4(s)+CO(g)CaS(s)+CO2(g)H2=-47.3 kJmol-1请回答下列问题:(1)反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)CaS(s)+3CO2(g)H3=_kJmol-1;平衡时增大压强,此反应_(“正向”“逆向”或“不”)移动。(2)已知298 K时,Ksp(CaCO3)=m10-p,Ksp(CaSO4)=n10-q。则反应:CaCO3(s)+S(aq)CaSO4(s)+C(aq)的平衡常数数值表示式为_(用含m、n、p、q的式子
7、表示)。(3)用碘量法可测定排放烟气中二氧化硫的含量,请写出碘溶液与二氧化硫发生氧化还原反应的离子方程式_;(4)反应的平衡常数的对数lgK随反应T的变化曲线见图,其中曲线代表_反应,P为两曲线交点,则在该温度下两反应均达平衡时,体系中c(SO2)=_molL-1,从减少二氧化硫排放的角度来考虑,本体系适宜的反应条件是_。A.低温低压B.低温高压C.高温高压D.高温低压【解析】(1)由盖斯定律可知,反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)CaS(s)+3CO2(g)H3=-H1+4H2=-399.7 kJmol-1,增大压强,平衡向气体物质的量减小的方向移动,则应向正反应方向移动。(2)C
8、aCO3(s)+S(aq)CaSO4(s)+C(aq)的平衡常数数值表达式为=10q-p。(3)碘与二氧化硫发生氧化还原反应的方程式为I2+SO2+2H2OS+2I-+4H+。(4)由图象可知,曲线中,随着温度升高,lgK值减小,即K减小,则反应为放热反应,故曲线代表的应为反应。反应的平衡常数K1=,反应的平衡常数K2=,当P点时,曲线与曲线的平衡常数相同,则=,所以c(SO2)=1 molL-1;SO2的排放只与反应有关,减小二氧化硫的排放,低温高压更有利于中平衡逆向移动。答案:(1)-399.7正向(2)10q-p(3)I2+SO2+2H2OS+2I-+4H+(4)1B3.(14分)发射航
9、天火箭常用肼(N2H4)与N2O4作燃料与助燃剂。(1)肼易溶于水,性质与氨相似,用电离方程式表示肼的水溶液显碱性的原因_。(2)肼(N2H4)与N2O4的反应为2 N2H4(l)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)H=-1 077 kJmol-1已知反应相关的化学键键能数据如下:化学键NHNNNNOHE/(kJmol-1)390190946460则使1 mol N2O4(g)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是_。(3)N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率(N2O4)随温度变化如图所示。由图推测该反应H_0
10、(填“”或“0。反应正向是气体系数增大的反应,故可以减小体系压强使N2O4的转化率增大。设平衡时N2O4的转化率为,假设开始加入的N2O4为1 molL-1。则N2O4(g)2NO2(g)开始(molL-1):10转化(molL-1):2平衡(molL-1):1-2因此=p0(N2O4)=108 kPa=115 kPa。根据题意:v(N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2p2(NO2),Kp=,故=平衡时NO2的消耗速率为N2O4消耗速率的2倍,则=2,故k1=k2Kp。因为满足平衡条件v(NO2)(消耗)=2v(N2O4)(消耗),故B点与D点是平衡状态的点。答案:(1)N2H4
11、H2ON2+OH-(或N2H4+H2ON2+OH-)(2)1 941 kJ(3)温度升高,(N2O4)增加,说明平衡右移,该反应为吸热反应,H0减小体系压强(或移出NO2等)=p0(N2O4)=108 kPa=115 kPak2KpB点与D点满足平衡条件v(NO2)(消耗)=2v(N2O4)(消耗)【加固训练】火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会对环境造成严重影响。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)H1=-574
12、 kJmol-1CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H2=-1 160 kJmol-1则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_。(2)脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H3取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为13),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如上图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应热H3_0(填“”“”或“=”),该反应的平衡常数表达式为_。在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol
