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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=-930kJ•mol-12C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2=-221kJ•mol-1ZnO
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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=-930kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2=-221kJ•mol-1
ZnO(s)+CO(g)═Zn(g)+CO2(g)△H3=198kJ•mol-1
(1)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:
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H
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
(2)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1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2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___.
2ZnS(s)+3O2(g)═2ZnO(s)+2SO2(g)△H1=-930kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2=-221kJ•mol-1
ZnO(s)+CO(g)═Zn(g)+CO2(g)△H3=198kJ•mol-1
(1)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:
2NH3(g)+CO2(g)
一定条件 |
|
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
(2)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1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2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___.
▼优质解答
答案和解析
(1)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态,故正确;
故答案为:-377.5;△H<0;bd;
(2)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2ZnSO4
2ZnO+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+SO2
4ZnFeO4+S;Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+.
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 |
(-930-221)kJ/mol |
2 |
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态,故正确;
故答案为:-377.5;△H<0;bd;
(2)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2ZnSO4
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②ZnFeO3.5和SO2在加热条件下生成ZnFeO4、S,反应方程式为4ZnFeO3.5+SO2
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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+SO2
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