Question

18．Ⅰ、試分析比較合成氨與用SO₂和O₂反應(yīng)制SO₃的反應(yīng)
（1）某些相同點(diǎn)：
①△H＜0
②△S＜0（填＜、=、＞）；
③反應(yīng)在低溫下均能自發(fā)進(jìn)行
（2）條件選擇中，主要的三方面不同點(diǎn)？并說(shuō)明原因和理由？
①SO₂氧化在常壓下，而合成氨需要高壓；因常壓下SO₂轉(zhuǎn)化率已較大，可減少能耗；
②SO₂氧化通常鼓入過(guò)量空氣，使SO₂進(jìn)一步轉(zhuǎn)化又減少尾氣處理的壓力；而合成氨N₂、H₂轉(zhuǎn)化率小，常剩余而循環(huán)使用（僅補(bǔ)充原料氣）；
③SO₂氧化的催化劑常是V₂O₅，它參加反應(yīng)而催化；合成氨的催化劑是鐵觸媒，它通過(guò)表面吸附而催化．
（3）請(qǐng)作出這類反應(yīng)的“反應(yīng)過(guò)程與能量變化”示意圖
Ⅱ、（4）SO₂處理的一種方法是用石灰吸收（“鈣基固硫”），其最終生成硫酸鈣（寫(xiě)名稱）；
（5）實(shí)驗(yàn)室里可用“在濃氨水中加生石灰”的方法制取氨氣，其理由是生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣時(shí)放出熱量、又堿性增強(qiáng)，都能促使一水合氨的分解，促進(jìn)氨氣的逸出．

Answer 1

分析 （1）工業(yè)合成氨氣利用的是氫氣與氮?dú)夥磻?yīng)，此反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)、正方向氣體體積減小的反應(yīng)，均不需要高溫，據(jù)此解答即可；
（2）工業(yè)合成氨氣，條件為加熱，催化劑和高壓，二氧化硫合成三氧化硫?yàn)椋杭訜�、催化劑，且為了增加二氧化硫的轉(zhuǎn)化率需要加入足量的氧氣，據(jù)此解答即可；
（3）放熱反應(yīng)：生成物的總能量高于生成物的總能量，據(jù)此畫(huà)圖即可；
（4）亞硫酸鹽容易被空氣中的氧氣氧化生成硫酸鹽，據(jù)此解答即可；
（5）生石灰是氧化鈣，溶于水放出大量的熱，據(jù)此解答即可．

解答 解：I（1）工業(yè)合成氨氣利用的是氫氣與氮?dú)夥磻?yīng)，此反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)、正方向氣體體積減小的反應(yīng)，均不需要高溫，故共同點(diǎn)有：①△H＜0，②△S＜0，③均能在低溫下反應(yīng)，
故答案為：＜；＜；低溫下；  
（2）①SO₂氧化在常壓下，而合成氨需要高壓，因常壓下SO₂轉(zhuǎn)化率已較大，可減少能耗，故答案為：常壓下SO₂轉(zhuǎn)化率已較大，可減少能耗；
②SO₂氧化通常鼓入過(guò)量空氣，使SO₂進(jìn)一步轉(zhuǎn)化又減少尾氣處理的壓力；而合成氨N₂、H₂轉(zhuǎn)化率小，常剩余而循環(huán)使用（僅補(bǔ)充原料氣），
故答案為：SO₂氧化通常鼓入過(guò)量空氣，使SO₂進(jìn)一步轉(zhuǎn)化又減少尾氣處理的壓力；而合成氨N₂、H₂轉(zhuǎn)化率小，常剩余而循環(huán)使用；
③SO₂氧化的催化劑常是V₂O₅，它參加反應(yīng)而催化；合成氨的催化劑是鐵觸媒，它通過(guò)表面吸附而催化，
故答案為：SO₂氧化的催化劑常是V₂O₅，它參加反應(yīng)而催化；合成氨的催化劑是鐵觸媒，它通過(guò)表面吸附而催化；
（3）放熱反應(yīng)特點(diǎn)：生成物的總能量高于生成物的總能量，故圖象為：，故答案為：；





（4）亞硫酸鹽容易被空氣中的氧氣氧化生成硫酸鹽，故鈣基固硫最終產(chǎn)物為硫酸鈣，故答案為：硫酸鈣；
（5）生石灰是氧化鈣，溶于水放出大量的熱，故生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣時(shí)放出熱量、又堿性增強(qiáng)，都能促使一水合氨的分解，促進(jìn)氨氣的逸出，故答案為：生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣時(shí)放出熱量、又堿性增強(qiáng)，都能促使一水合氨的分解，促進(jìn)氨氣的逸出．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查的是工業(yè)合成氨與工業(yè)制取三氧化硫的比較，涉及能量變化規(guī)律以及氧化還原反應(yīng)，有一定難度．