【題目】在硫酸工業(yè)中,通過(guò)下列反應(yīng)使SO2轉(zhuǎn)化為SO3:2SO2+O22SO3 ΔH< 0,已知常壓下平衡混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)為91%。試回答:
(1)在生產(chǎn)中常用過(guò)量的空氣,是為了________________________________;
(2)加熱到400 ℃~500 ℃,是由于______________________________________;
(3)壓強(qiáng)采用________,原因是__________________________________________________;
(4)常用濃H2SO4來(lái)吸收SO3而不用水,是因?yàn)?/span>__________________________________________;
(5)尾氣中的SO2必須回收,是為了_______________________________________________________。
【答案】增大O2濃度,提高SO2的轉(zhuǎn)化率 保證催化劑活性達(dá)到所需要的最佳溫度,以提高反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡所需要的時(shí)間 常壓 常壓下平衡混合氣中SO3的體積分?jǐn)?shù)已達(dá)到91%,若再加壓,對(duì)設(shè)備及動(dòng)力系統(tǒng)要求高,成本高 用水吸收SO3易形成酸霧,吸收速率慢 減少對(duì)環(huán)境的污染
【解析】
在硫酸工業(yè)中運(yùn)用化學(xué)平衡原理選擇適宜生產(chǎn)條件的能力,選擇適宜的反應(yīng)條件,要從濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等條件中考慮該反應(yīng)的速率、轉(zhuǎn)化率,同時(shí)還要考慮工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況和成本,硫酸工業(yè)中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)分析移動(dòng),由于反應(yīng)物氣體體積大于生成物氣體體積,則增大壓強(qiáng)有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),題中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明反應(yīng)在常壓下反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率較大,結(jié)合反應(yīng)的實(shí)際和對(duì)設(shè)備的影響以及SO2和SO3的性質(zhì)解答該題;
(1)在生產(chǎn)中常用過(guò)量的空氣,增大O2濃度,平衡正向移動(dòng),可提高SO2的轉(zhuǎn)化率。
(2)此反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高不利于合成SO3;溫度過(guò)低會(huì)使反應(yīng)速率減慢,因此選擇適宜的溫度以保證催化劑活性達(dá)到最高,提高反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡所需要的時(shí)間,提高單位時(shí)間內(nèi)SO3的產(chǎn)率。
(3)常壓下平衡混合氣中SO3的體積分?jǐn)?shù)已達(dá)到91%;再加壓,平衡也能正向移動(dòng),提高轉(zhuǎn)化率;但對(duì)設(shè)備及動(dòng)力系統(tǒng)要求高,成本高,投入比產(chǎn)出更多。
(4)水和三氧化硫反應(yīng)生成硫酸,反應(yīng)放熱,易形成酸霧而導(dǎo)致吸收效果差,但用濃H2SO4吸收則不易形成酸霧,吸收效果好;
(5)二氧化硫有毒并能夠形成酸雨污染空氣,酸雨必須回收,回收二氧化硫還能夠節(jié)約資源,減小成本。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖為元素在生物體內(nèi)的含量分布情況,下列表述不正確的是( )
A. Ⅰ在非生物界中都能找到,體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性
B. Ⅲ含量雖少,卻是生物體正常生命活動(dòng)不可缺少的
C. Ⅱ和Ⅲ為生物體的必需元素,一旦缺乏就可能會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的病癥
D. P、S、K、Ca、Fe屬于大量元素
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硼酸(H3BO3)為一元弱酸,廣泛用于玻璃、醫(yī)藥、冶金、皮革等工業(yè);卮鹣铝袉(wèn)題:
(1) H3BO3中B元素的化合價(jià)為______,其在元素周期表的位置是_________________。
(2)已知:A(OH)3+H2O [Al(OH)4]-+H+,H3BO3的電離方程式為_______。酸性:H3BO3 _____(填*>”或“<”)Al(OH)3。
(3) H3BO3受熱分解得到的B2O3和鎂粉混合點(diǎn)燃可得單質(zhì)B,生成單質(zhì)B的化學(xué)方程式為________。
(4) H3BO3可用于生產(chǎn)儲(chǔ)氫材料NaBH4。涉及的主要反應(yīng)為:
I.H3BO3+3CH3OH→B(OCH3)3+3H2O
II.B(OCH3)3+4NaH→NaBH4+3CH3ONa
①“反應(yīng)I”的類型為__________(填標(biāo)號(hào))。
A.取代反應(yīng) B.加成反應(yīng) C.加聚反應(yīng) D.氧化反應(yīng)
②NaH的電子式為_______________。
③在堿性條件下,NaBH4與CuSO4溶液反應(yīng)可得Cu和Na[B(OH)4],其中H元素由-1價(jià)升高為+1價(jià),該反應(yīng)的離子方程式為_____________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列化合物不能用相應(yīng)元素的單質(zhì)直接化合而成的是( )
A. FeSB. Cu2SC. NO2D. SO2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】合理利用和轉(zhuǎn)化NO2、SO2、CO、NO等污染性氣體是環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574.0kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2 (g)+2H2O(g) △H=-1160.0 kJ/mol
③H2O(g)=H2O(1) △H=-44.0 kJ/mol
CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(的熱化學(xué)方程式是__________________。
(2)已知2NO(g)+O2(g)2 NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步:
①2NO(g)N2O2(g)(快) v1正=k1正·c2(NO),v1逆=k1逆·c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)2 NO2(g) (慢) v2正=k2正·c (N2O2)·c(O2), v2逆=k2逆·c 2(NO2)
一定溫度下,反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2 NO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài),該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式K=______________________(用k1正、k1正、k2逆、k2逆表示),反應(yīng)①的活化能E1與反應(yīng)②的活化能E2的大小關(guān)系為E1___________E2(填“>”“<”或“=”)
(3)用活性炭還原法處理氮氧化物的有關(guān)反應(yīng)為:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。
向恒容密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T℃)時(shí),各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化如下表:
①T℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為___________(保留兩位有效數(shù)字)
②在31min時(shí),若只改變某一條件使平衡發(fā)生移動(dòng),40min、50min時(shí)各物質(zhì)的濃度如上表所示,則改變的條件是______________________。
③在51min時(shí),保持溫度和容器體積不變?cè)俪淙?/span>NO和N2,使二者的濃度均增加至原來(lái)的兩倍,則化學(xué)平衡___________(填“正向移動(dòng)”、“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。
(4)反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g) △H>0,在一定條件下N2O4與NO2的消耗速率與各自的分壓(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))有如下關(guān)系:v(N2O2)=k1·p(N2O4),v(NO2)=k2·p2(NO2)其中k1、k2是與溫度有關(guān)的常數(shù),相應(yīng)的速率與N2O4或NO2的分壓關(guān)系如圖所示。
在T℃時(shí),圖中M、N點(diǎn)能表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),理由是______________________。改變溫度,v(NO2)會(huì)由M點(diǎn)變?yōu)?/span>A、B或C,v(N2O4)會(huì)由N點(diǎn)變?yōu)?/span>D、E
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列溶液中能用來(lái)區(qū)別SO2和CO2的是( )
①石灰水 ②紫色石蕊試液 ③氯水 ④品紅溶液 ⑤酸性KMnO4
A. ③④⑤B. ①②③C. ①⑤D. ②③④
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硫酸亞鐵在空氣中易被氧化,與硫酸銨反應(yīng)生成硫酸亞鐵銨[化學(xué)式為FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]后就不易被氧化。模擬工業(yè)制備硫酸亞鐵銨晶體的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)儀器a的名稱是______________________。
(2)鐵屑中常含有Fe2O3、FeS等雜質(zhì),則裝置C的作用是___________,裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式可能是___________(填序號(hào))。
A .Fe+2H+=Fe2++H2↑
B. Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
C.2Fe3++S2-=2Fe2++S↓
D.2Fe3++Fe=2Fe2+
(3)按上圖連接好裝置,經(jīng)檢驗(yàn)氣密性良好后加入相應(yīng)的藥品,打開(kāi)K1、K2,關(guān)閉K3,裝置B中有氣體產(chǎn)生,該氣體的作用是___________。反應(yīng)一段時(shí)間后,打開(kāi)K3,關(guān)閉K1和K2。裝置B中的溶液會(huì)流入裝置A,其原因是______________________。
(4)按上圖所示裝置制備硫酸亞鐵銨晶體的安全隱患是______________________。
(5)根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的溶解度判斷,從裝置A中分離出硫酸亞鐵銨晶體,需采用的操作有___________、___________、洗滌、干燥。
三種鹽的溶解度(單位為g/100gH2O)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】pH=1的兩種酸溶液A、B各1mL,分別加水稀釋到1000mL,其pH與溶液體積的關(guān)系如圖,下列說(shuō)法正確的是( )
①若a<4,則A、B都是弱酸
②稀釋后,A酸溶液的酸性比B酸溶液強(qiáng)
③若a=4,則A是強(qiáng)酸,B是弱酸
④A、B兩種酸溶液的物質(zhì)的量濃度一定相等
A. ①④B. ②③C. ②④D. ①③
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】請(qǐng)找出下列圖示中正確的實(shí)驗(yàn)操作( )
A. 除去CO的CO2B. 萃取時(shí)振蕩混合液
C. 稀釋濃硫酸D. 向試管中滴加液體
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