題目內容
【題目】氫氣還原石膏的過程會發生多個反應,其中主要反應為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,當CaSO4(s)與H2(g)的起始物質的量之比為1∶1時,測得平衡時物質的量如圖所示。
Ⅰ:CaSO4(s)+H2(g)CaO(s)+H2O(g)+SO2(g) ΔH1>0
Ⅱ:CaSO4(s)+4H2(g)CaS(s)+4H2O(g) ΔH2<0
Ⅲ:3CaSO4(s)+CaS(s)4CaO(s)+4SO2(g) ΔH3
回答下列問題:
(1)100 ℃~700 ℃主要發生反應____(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(2)ΔH3=____(用含ΔH1、ΔH2的代數式表示),ΔH3____(填“>”或“<”)0,反應Ⅲ達到平衡后,升高溫度,平衡____(填“正向”或“逆向”)移動。
(3)向某恒溫恒容密閉容器中加入0.3 mol CaSO4和0.1 mol CaS,高溫下若只發生反應Ⅲ,達到平衡時向容器中再充入少量SO2,下列說法正確的是____(填字母)。
A.重新平衡時,容器內氣體總壓強增大
B.重新平衡時,CaO的量減少
C.重新平衡時,SO2的濃度不變
D.CaSO4(s)、CaS(s)的質量不變
(4)其他條件一定時,H2的流量與石膏的分解率和脫硫率關系如圖所示。在氣體流量高于242 mL·min-1時,分解率和脫硫率均降低,可能的原因是____(只寫一條)。
(5)已知其中副反應之一為2CaSO4(s)2CaO(s)+2SO2(g)+O2(g),在1625 K時,平衡常數Kp=1.45×10-5 atm3(atm表示大氣壓,
≈3.81)。該溫度下,反應CaO(s)+SO2(g)+
O2(g)
CaSO4(s)的K'p=____(保留整數部分)。
【答案】Ⅱ 4ΔH1-ΔH2 > 正向 BC 生成的SO2在過量H2的作用下又重新生成CaS或CaSO4 262
【解析】
(1)由圖可知,100 ℃~700 ℃反應達到平衡時,水蒸氣和硫化鈣的物質的量比為1.0mol:0.25mol=4:1;
(2)由蓋斯定律可知,Ⅰ×4—Ⅱ=Ⅲ,則ΔH3=4ΔH1-ΔH2;由圖可知,升高溫度,生成物二氧化硫和氧化鈣的物質的量增大,說明平衡向正反應方向移動;
(3)由化學方程式可知,反應Ⅲ的化學平衡常數K=c4(SO2),溫度不變,平衡常數不變,則達到平衡時向容器中再充入少量SO2,平衡向逆反應方向移動,重新平衡時,容器內二氧化硫的濃度和物質的量不變,CaSO4(s)的質量增大,CaS(s)的質量減;
(4)在氫氣流量高于242 mL·min-1時,導致氫氣過量,反應生成的二氧化硫在過量氫氣的作用下重新生成硫化鈣和硫酸鈣;
(5)反應CaO(s)+SO2(g)+O2(g)
CaSO4(s)的K'p=
。
(1)由圖可知,100 ℃~700 ℃反應達到平衡時,水蒸氣和硫化鈣的物質的量比為1.0mol:0.25mol=4:1,由題給化學方程式的化學計量數可知,主要發生反應Ⅱ,故答案為:Ⅱ;
(2)由蓋斯定律可知,Ⅰ×4—Ⅱ=Ⅲ,則ΔH3=4ΔH1-ΔH2;由圖可知,升高溫度,生成物二氧化硫和氧化鈣的物質的量增大,說明平衡向正反應方向移動,該反應為吸熱反應,故答案為:4ΔH1-ΔH2;>;正向;
(3)A.由化學方程式可知,反應Ⅲ的化學平衡常數K=c4(SO2),溫度不變,平衡常數不變,則達到平衡時向容器中再充入少量SO2,重新平衡時,容器內二氧化硫的濃度和物質的量不變,氣體總壓強不變,故錯誤;
B. 達到平衡時向容器中再充入少量SO2,生成物濃度增大,平衡向逆反應方向移動,重新平衡時,CaO的量減少,故正確;
C. 由化學方程式可知,反應Ⅲ的化學平衡常數K=c4(SO2),溫度不變,平衡常數不變,則達到平衡時向容器中再充入少量SO2,重新平衡時,容器內二氧化硫的濃度和物質的量不變,故正確;
D. 達到平衡時向容器中再充入少量SO2,生成物濃度增大,平衡向逆反應方向移動,重新平衡時,CaSO4(s)的質量增大,CaS(s)的質量減小,故錯誤;
BC正確,故答案為:BC;
(4)在氫氣流量高于242 mL·min-1時,導致氫氣過量,反應生成的二氧化硫在過量氫氣的作用下重新生成硫化鈣和硫酸鈣,導致分解率和脫硫率均降低,故答案為:生成的SO2在過量H2的作用下又重新生成CaS或CaSO4;
(5)反應CaO(s)+SO2(g)+O2(g)
CaSO4(s)的K'p=
=
=
≈262,故答案為:262。

【題目】下列有關物質檢驗的實驗結論正確的是( )
實驗操作 | 現象 | 結論 | |
A | 某溶液中加入氯化鋇溶液 | 生成白色沉淀 | 該溶液一定含有SO42- |
B | 某溶液中加入無色酚酞試液 | 溶液變紅色 | 該溶液一定是堿溶液 |
C | 將某溶液做焰色反應 | 焰色呈黃色 | 該溶液一定含有Na+ |
D | 往某溶液中加入鹽酸 | 產生無色氣體 | 該溶液一定含有CO32- |
A.AB.BC.CD.D