Question

【題目】鋅及其化合物用途廣泛。火法煉鋅以閃鋅礦（主要成分是ZnS）為主要原料，涉及的主要反應有：

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

反應ZnS(s) + C(s) + 2O2(g)＝Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的H4= kJ·mol－1。

（2）反應中生成的CO2與NH3混合，在一定條件下反應合成尿素：

2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H﹤0

若該反應在一恒溫、恒容密閉容器內進行，判斷反應達到平衡狀態的標志是 。

a．CO2與H2O(g)濃度相等 b．容器中氣體的壓強不再改變

c．2v(NH3)正 = v(H2O)逆 d．容器中混合氣體的密度不再改變

若想提高氨氣的轉化率，可以采取的措施有 （寫出兩條）

（3）硫酸鋅可廣泛用作印染媒染劑和木材防腐劑。ZnSO4受熱分解過程中各物質物質的量隨溫度變化關系如圖所示。

①700℃～980℃時發生反應中生成物質二氧化硫、ZnO和氧氣，如該反應在2L密閉容器內進行，10min時，測得生成的氧氣的物質的量為0.3mol，則這段時間二氧化硫的生成速率為 。

② 硫酸鋅分解生成的SO2經下圖中的循環可得到H2SO4。循環中電解過程陽極反應式是 。

Answer 1

【答案】（1）-377.5 (2)b d ，增大壓強，適當降低溫度等合理答案均可

（3）0.03mol/(L·min)， Mn2+-2e-+2H2O＝MnO2+4H+

【解析】

試題分析：（1）已知：2ZnS(s) + 3O2(g)＝2ZnO(s) + 2SO2(g) H1=－930 kJ·mol－1①

2C(s) + O2(g)＝2CO(g) H2=－221 kJ·mol－1②

ZnO(s) + CO(g)＝Zn(g) + CO2(g) H3=+198 kJ·mol－1③

根據蓋斯定律可知將方程式(①+②)/2+③得ZnS(s) + C(s) + 2O2(g)＝Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的△H＝(930221)kJ/mol÷+198kJ/mol＝-377.5kJ/mol；

（2）a．CO2與H2O（g）濃度相等，正逆反應速率不一定相等，所以不一定達到平衡狀態，a錯誤；b．該反應前后氣體物質的量減少，當容器中氣體的壓強不再改變時正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，b正確；c．當v（NH3）正＝2v（H2O）逆時該反應達到平衡狀態，所以當2v(NH3)正 = v(H2O)逆時該反應沒有達到平衡狀態，c錯誤；d．反應前后混合氣體的密度改變，所以當容器中混合氣體的密度不再改變時該反應達到平衡狀態，d正確；答案選bd；由于正反應是體積減小的放熱反應，則若想提高氨氣的轉化率，可以采取的措施有增大壓強，適當降低溫度等。

（3）①反應的方程式為2ZnSO4＝2ZnO+2SO2↑+O2↑，10min時，測得生成的氧氣的物質的量為0.3mol，則這段時間內生成二氧化硫是0.6mol，濃度是0.3mol/L，則二氧化硫的生成速率為0.3mol/L÷10min＝0.03mol/(L·min)；

②電解硫酸錳時，生成二氧化錳和硫酸，陽極上失電子發生氧化反應，電極反應式為Mn2+-2e-+2H2O＝MnO2+4H+。