利用氨水吸收烟气中的二氧化硫,其相关反应的主要热化学方程式如下:
SO2(g)+NH3·H2O(aq)===NH4HSO3(aq);ΔH1=a kJ·mol-1
NH3·H2O(aq)+NH4HSO3(aq)===(NH4)2SO3(aq)+H2O(l);ΔH2=b kJ·mol-1
2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)===2(NH4)2SO4(aq);ΔH3=c kJ·mol-1
(1) 反应2SO2(g)+4NH3·H2O
(aq)+O2(g)===2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的ΔH=_______kJ·mol-1。
(2) 用空气氧化(N
H4)2SO3的速率随温度的
变化如右图所示,
当温度超过60 ℃时,(NH4)2SO3氧化速率下降的原因可能是________。
(3) 以磷石膏废渣和碳酸铵为原料制备硫酸铵,不仅解决了环境问题,还使硫资源获得二次利用。反应的离子方程式为CaSO4(s)+CO(aq)SO(aq)+CaCO3(s),该反应的平衡常数K=________。
[已知Ksp( CaCO3) =2.9×10-9,Ksp( CaSO4) =9.1×10-6]
(4) (NH4)2SO4在工农业生产中有多种用途。
① 将黄铜精矿(主要成分Cu2S)与硫酸铵混合后在空气中进行焙烧,可转化为硫酸铜同时产生氨气。该反应的化学方程式为________。
② 研究硫酸铵的分解机理有利于对磷石膏的开发。在500 ℃下硫酸铵分解过程中得到4种产物,其含氮物质随时间变化关系如图甲所示。写出该条件下硫酸铵分解的化学方程式,并用单线桥标出电子转移的方向及数目:________。
③ (NH4)2SO4是工业制备K2SO4的重要原料。根据图乙中相关物质的溶解度曲线,简述工业上制备K2SO4晶体的设计思路:________。
(1) 2a+2b+c
(2) 温度过高(NH4)2SO3会分解,浓度减小(或温度升高氧气在溶液中溶解度降低)
(3) 3 138
(4) ①2Cu2S+2(NH4)2SO4+5O24CuSO4+4NH3+2H2O
②3(NH4)2S6e-O4N2↑+4NH3↑+3SO2↑+6H2O↑
③配制较高温度(80℃-100℃)下的硫酸铵、氯化钾饱和混合溶液,冷却结晶,过滤、洗涤
(除第(4)题②、③每空3分外,其余每空2分,共14分)
化合反应的定义:
化合反应指的是由两种或两种以上的物质生成一种新物质的反应。
化合反应的模型:
A+B+…+N→X
化合反应的一般类型有:
1.金属+氧气→金属氧化物:很多金属都能跟氧气直接化合。例如常见的金属铝接触空气,它的表面便能立即生成一层致密的氧化膜,可阻止内层铝继续被氧化。4Al+3O2=2Al2O3
2.非金属+氧气→非金属氧化物: 一经点燃,许多非金属都能在氧气里燃烧,如:C+O2=点燃=CO2
3.金属+非金属→无氧酸盐:很多金属能与非金属氯、硫等直接化合成无氧酸盐。如 2Na+Cl2=点燃==2NaCl
4.氢气+非金属→气态氢化物:因氢气性质比较稳定,反应一般需在点燃或加热条件下进行。如 2H2+O2=点燃=2H2O
5. 碱性氧化物+水→碱:多数碱性氧化物不能跟水直接化合。判断某种碱性氧化物能否跟水直接化合,一般的方法是看对应碱的溶解性,对应的碱是可溶的或微溶的,则该碱性氧化物能与水直接化合。如: Na2O+H2O=2NaOH. 对应的碱是难溶的,则该碱性氧化物不能跟水直接化合。如CuO、Fe2O3都不能跟水直接化合。
6.酸性氧化物+水→含氧酸:除SiO2外,大多数酸性氧化物能与水直接化合成含氧酸。如: CO2+H2O=H2CO3
7.碱性氧化物+酸性氧化物→含氧酸盐:大多数碱性氧化物和酸性氧化物可以进行这一反应。其碱性氧化物对应的碱碱性越强,酸性氧化物对应的酸酸性越强,反应越易进行。如Na2O+CO2=Na2CO3
8.氨+氯化氢→氯化铵:氨气易与氯化氢化合成氯化铵。如: NH3+HCl=NH4Cl
9. 和氧气在点燃的情况下形成二氧化硫:S+O2==点燃==SO2
化合反应与氧化还原反应的关系:
有单质参加的化合反应一定属于氧化还原反应。此外,化合反应一般释放出能量。
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