综合题14.0分
化学

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)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)= v(H2O) 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

考察知识点

  • 化学平衡常数的含义

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第1小题正确答案及相关解析

正确答案

-377.5;△H<0;bd

解析

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=2v(H2O)时该反应达到平衡状态,所以当2v(NH3=v(H2O)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

考查方向

电解原理;反应热和焓变;化学平衡状态的判断;体积百分含量随温度、压强变化曲线。

解题思路

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。

易错点

化学平衡的应用

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

SO2

②4ZnFeO3.5+SO24ZnFeO4+S;Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+

解析

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:2ZnSO42ZnO+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

考查方向

电解原理;反应热和焓变;化学平衡状态的判断;体积百分含量随温度、压强变化曲线。

解题思路

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。

易错点

化学平衡的应用