3-2-化学反应原理综合题

3-2-化学反应原理综合题

必考大题

押题训练3－2化学反应原理综合题

1．硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。

(1)已知25 ℃时：

①O2(g)＋S(s)===SO2(g)ΔH＝－a kJ·mol－1

②O2(g)＋2SO2(g)2SO3(g)ΔH＝－b kJ·mol－1

则SO3(g)分解生成O2(g)与S(s)的热化学方程式为

_____________________________________ ___________________________________。

(2)研究SO2催化氧化生成SO3的反应，回答下列相关问题：

①图甲是SO2(g)和SO3(g)的浓度随时间的变化情况。反应从开始到平衡时，用O2表示的平均反应速率为________________。

②在一容积可变的密闭容器中充入20 mol SO2(g)和10 mol O2(g)，O2的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图乙所示。则p1与p2的大小关系是p1______p2(填“>”“<”或“＝”)，A、B、C三点的平衡常数大小关系为__________(用K A、K B、K C和“<”“>”或“＝”表示)。

(3)常温下，H2SO3的电离平衡常数K a1＝

1.54×10－2，K a2＝1.02×10－7。

①将SO2通入水中反应生成H2SO3。试计算常温下H2SO32H＋＋SO2－3的平衡常数K＝________。(结果保留小数点后两位数字)

②浓度均为0.1 mol·L－1的Na2SO3、NaHSO3

混合溶液中，

c(Na＋)

c(SO2－3)＋c(HSO－3)＋c(H2SO3)

＝

________。

(4)往1 L 0.2 mol·L－1Na2SO3溶液中加入

0.1 mol 的CaCl 2固体，充分反应后(忽略溶液体积变化)，溶液中c (Ca 2＋)＝__________________________(已知，常温下K sp (CaSO 3)＝1.28×10－9)。

(5)用含等物质的量溶质的下列溶液分别吸收SO 2，理论吸收量最多的是________(填字母)。

A

．Na 2SO 3溶液 B ．Fe(NO 3)3溶液

C ．Ba(OH)2溶液

D ．酸性KMnO 4溶液

解析：(1)依据盖斯定律，－①－②×12

得到SO 3(g)分解成S(s)和O 2(g)的热化学反应方程式：SO 3(g)

32O 2(g)＋S(s) ΔH ＝＋(a ＋b 2) kJ·mol －1。(2)①根据化学反应速率的数学表达式，v (SO 2)＝9－1.510

mol·L －1·min －1＝0.75 mol·L －1·min －1，利用化学反应速率之比等于化学计量数之比，因

此有v(O2)＝v(SO2)

2＝

0.75

2mol·L

－1·min－1＝

0.375 mol·L－1·min－1。②作等温线，反应前气体系数之和大于反应后气体系数，因此增大压强，平衡向正反应方向移动，O2的转化率增大，即p1K C，即K B>K A＝K C。(3)①根据平衡常数的定义，K＝

c2(H＋)×c(SO2－3) c(H2SO3)＝

c2(H＋)×c(SO2－3)×c(HSO－3)

c(H2SO3)×c(HSO－3)

＝

K a1×K a2＝1.54×10－2×1.02×10－7≈1.57×10－9。②根据物料守恒，2c(Na＋)＝3[c(SO2－3)＋c(HSO－3)＋c(H2SO3)]，因此有

c(Na＋)

c(SO2－3)＋c(HSO－3)＋c(H2SO3)＝

3

2。(4)发生的反

应是Na2SO3＋CaCl2===CaSO3↓＋2NaCl，反

应后溶液中

c (SO 2－3)＝0.1 mol·L －1，K sp ＝c (Ca 2＋)×c (SO 2－3)，解得c (Ca 2＋)＝K sp c (SO 2－3)

＝ 1.28×10－90.1 mol·L

－1＝1.28×10－8 mol·L －1。(5)令这些物质的物质的量为1 mol ，A 项，发生Na 2SO 3＋SO 2＋H 2O===2NaHSO 3，吸收SO 2的物质的量为1 mol ；B 项，根据得失电子数目守恒，有[1×(3－

2)＋3×(5－2)] mol ＝n (SO 2)×2，解得n (SO 2)＝5 mol ；C 项，发生Ba(OH)2＋2SO 2===Ba(HSO 3)2，因此吸收2 mol SO 2；D 项，[1×(7－2)] mol ＝n (SO 2)×2，解得n (SO 2)＝2.5 mol ；综上所述，Fe(NO 3)3溶液吸收SO 2最多。

答案：(1)SO 3(g)

32

O 2(g)＋S(s)ΔH ＝＋(a ＋b 2

) kJ·mol －1 (2)①0.375 mol·L －1·min －1 ②< K B >K A ＝K C

(3)①1.57×10－9②3

2(或1.5)

(4)1.28×10－8 mol·L－1(5)B

2．研究CO2、CO的处理方法对环境保护有重要意义。

(1)已知：①CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41 kJ·mol－1

②C(s)＋2H2(g)CH4(g)ΔH＝－73 kJ·mol－1

③2CO(g)C(s)＋CO2(g)ΔH＝－171 kJ·mol－1

则CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)ΔH＝________________。

(2)CO2与H2反应可合成甲醇：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。

某温度下，将1 mol CO2和3 mol H2充入体积不变的 2 L 密闭容器中，发生上述反应。测得不同时期的反应前后压强关系如下：