Question

(1)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。如果采用NaClO、Ca(ClO)₂作吸收剂，能得到较好的烟气脱硫效果。已知下列反应：

SO₂(g)+2OH^-(aq)=SO₃^2-(aq)+H₂O(l)         ΔH₁

ClO^-(aq)+SO₃^2-(aq)=SO₄^2-(aq)+Cl^-(aq)     ΔH₂

CaSO₄(s)=Ca²⁺(aq)+SO₄^2-(aq)               ΔH₃

则反应SO₂(g)+Ca²⁺(aq)+ClO^-(aq)+2OH^-(aq)=CaSO₄(s)+H₂O(l)+Cl^-(aq)的ΔH=_____。

(2)将0.1 mol MnO₂粉末加入到50 mL过氧化氢溶液(H₂O₂，ρ＝1.1 g/mL)中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。

①实验时放出气体的总体积是________。

②放出一半气体所需的时间为______。

③反应放出体积气体所需的时间约为_______。

④A，B，C，D各点反应速率的快慢顺序为______。

⑤解释反应速率变化的原因：_______。

⑥H₂O₂初始状态的浓度为________。

Answer

ΔH1+ΔH2-ΔH3 60 mL 1min 2min D＞C＞B＞A 随着反应的进行，H2O2的浓度减小，反应速率减小 0.11 mol/L

【解析】

(1)结合盖斯定律可知，①+②-③得到SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)═CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)，以此来解答；

(2)①反应方程式为：2H2O22H2O+O2↑，该反应为不可逆反应，在4min后，收集到的气体体积不再增加，说明过氧化氢完全分解，根据图象可知生成的氧气的体积；

②反应放出气体体积为气体总体积一半为30mL，根据图象判断需要的时间；

③反应放出气体体积为气体总体积的时，生成的气体体积为45mL，根据图象判断反应时间；

④根据浓度对反应速率的影响判断A、B、C、D各点反应速率大小；

⑤随着反应的进行，溶液的浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小；

⑥在5min后，收集到的气体体积不再增加，说明过氧化氢完全分解，根据图象可知生成的氧气的体积，根据方程式计算过氧化氢浓度。

(1)由①SO2(g)+2OH-(aq)=SO32-(aq)+H2O(l)ΔH1

②ClO-(aq)+SO32-(aq)=SO42-(aq)+Cl-(aq)ΔH2

③CaSO4(s)=Ca2+(aq)+SO42-(aq)ΔH3

结合盖斯定律可知，①+②−③得到SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)=CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)，△H=△H1+△H2−△H3；

(2)①由反应方程式为：2H2O22H2O+O2↑，该反应为不可逆反应，在4min后，收集到的气体体积不再增加，说明过氧化氢完全分解，由图象可知，生成氧气的体积为60mL；

②由图象可知，当时间进行到1min时，生成氧气的体积为30mL，此时生成的氧气为总体积的一半，需要的时间为1min；

③生成的总体积为60mL，反应放出气体体积为气体总体积的时，生成的氧气体积为45mL，由图象可知，需要的时间为2min；

④反应物浓度大小决定反应速率大小，随着反应的进行，双氧水的浓度逐渐减小，反应速率也随着减小，A、B、C、D各点反应速率的快慢顺序为D＞C＞B＞A；

⑤浓度越大，反应速率越大，反之越小，随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小，则速率逐渐减小；

⑥由反应方程式为：2H2O22H2O+O2↑，该反应为不可逆反应，在5min后，收集到的气体体积不再增加，说明过氧化氢完全分解，由图象可知，生成氧气的体积为60mL=0.06L，

n==0.00536mol，所以c(H2O2)==0.11 mol/L。