锌及其化合物用途广泛。火法炼锌以闪锌矿(主要成分是ZnS)为主要原料,涉及的主要反应有:
2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) H1=-930 kJ·mol-1
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H2=-221 kJ·mol-1
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) H3=198 kJ·mol-1
32.反应ZnS(s) + C(s) + 2O2(g) = Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的
H4= kJ·mol-1。
反应中生成的CO2与NH3混合,在一定条件下反应合成尿素:
该反应在一定条件下能自发进行的原因是 ;若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行,判断反应达到平衡状态的标志是 。a.CO2与H2O(g)浓度相等 b.容器中气体的压强不再改变c.2v(NH3)正 = v(H2O)逆 d.容器中混合气体的密度不再改变
33.硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。ZnSO4受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图所示。
① 写出700℃~980℃时发生反应的化学方程式: ,物质B的化学式是 。
② 硫酸锌分解生成的SO2经下图中的两个循环可分别得到S和H2SO4。写出循环I中反应2的化学方程式: ;循环II中电解过程阳极反应式是 。
14.25℃时,向盛有50mL pH=2的HA溶液的绝热容器中加入pH=13的NaOH溶液,加入NaOH溶液的体积(V)与所得混合溶液的温度(T)的关系如图所示.下列叙述正确的是( )
12.已知反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下,在2 L的密闭容器中加入a mol CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:下列说法正确的是( )
24.铁及其化合物与生产、生活关系密切。
(1)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。这一腐蚀过程中发生还原反应的物质是________(填化学式)。图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是____(填字母)。
(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:
步骤I若温度过高,将不利于反应的进行,用适当的文字和化学方程式进行解释: ___________________________。
步骤II中发生反应:4 Fe(NO3)2 + O2 + (2n+4) H2O → 2 Fe2O3·nH2O + 8 HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为______________________________。
上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是__________________(任写一项)。
(3)已知t℃时,反应FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)的平衡常数为K1。
写出K1的表达式____________________。
若该反应在恒容容器中反应时满足如图所示变化,则该反应的正反应为________反应(选填“吸热”或“放热”)。
若在t℃的2 L恒温密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入一定量CO。若5 min后FeO(s)转化率为50%,则CO2的平均反应速率为____________。
-377.5;△H<0;bd
①2ZnS(s)+3O2(g)═2ZnO(s)+2SO2(g)△H1=-930kJ•mol-1
②2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2=-221kJ•mol-1
③ZnO(s)+CO(g)═Zn(g)+CO2(g)△H3=198kJ•mol-1
将方程式+③得ZnS(s)+C(s)+2O2(g)═Zn(g)+CO2(g)+SO2(g),
△H4=+198kJ/mol=-377.5kJ/mol;
当△G=△H-T△S<0时该反应一定能自发进行,该反应前后△S<0,则焓变应该小于0;a.CO2与H2O(g)浓度相等,正逆反应速率不一定相等,所以不一定达到平衡状态,故错误; b.该反应前后气体物质的量减少,当容器中气体的压强不再改变时正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故正确;c.当v(NH3)正=2v(H2O)逆时该反应达到平衡状态,所以当2v(NH3)正=v(H2O)逆时该反应没有达到平衡状态,故错误; d.反应前后问题密度改变,所以当容器中混合气体的密度不再改变时该反应达到平衡状
①2ZnS(s)+3O2(g)═2ZnO(s)+2SO2(g)△H1=-930kJ•mol-1
②2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2=-221kJ•mol-1
③ZnO(s)+CO(g)═Zn(g)+CO2(g)△H3=198kJ•mol-1
将方程式①+②/2+③得ZnS(s)+C(s)+2O2(g)═Zn(g)+CO2(g)+SO2(g),焓变进行相应的改变;
当△G=△H-T△S<0时该反应一定能自发进行,该反应前后△S<0;
反应前后改变的物理量不变时,可逆反应达到平衡状态。
化学平衡的应用
① SO2
②4ZnFeO3.5+SO24ZnFeO4+S;Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
①700℃~980℃时发生反应时,根据图知,生成ZnO、氧气和B,根据元素守恒知,B中含有S元素,因为生成氧气失电子,则S元素应该得电子发生还原反应,所以B应该是SO2,根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑,故答案为:2ZnSO4
2ZnO+2SO2↑+O2↑;SO2;
②ZnFeO3.5和SO2在加热条件下生成ZnFeO4、S,反应方程式为4ZnFeO3.5+SO2----4ZnFeO4+S;
电解硫酸锰时,生成二氧化锰和硫酸,阳极上失电子发生氧化反应,电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+,
故答案为:4ZnFeO3.5+SO24ZnFeO4+S;Mn2+-2e-+2H2O=MnO2
①700℃~980℃时发生反应时,根据图知,生成ZnO、氧气和B,根据元素守恒知,B中含有S元素,因为生成氧气失电子,则S元素应该得电子发生还原反应,所以B应该是SO2,根据反应物和生成物及反应条件书写方程式;
②ZnFeO3.5和SO2在加热条件下生成ZnFeO4、S,电解硫酸锰时,生成二氧化锰和硫酸,阳极上失电子发生氧化反应。
化学平衡的应用