题目内容
以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程图如下:
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在______的郊区(填标号)
A.有丰富黄铁矿资源的城市 B.风光秀丽的旅游城市
C.消耗硫酸甚多的工业城市 D.人口稠密的文化、商业中心城市
(2)沸腾炉中发生反应的化学方程式为_____,接触室中发生反应的化学方程式是_____。
(3) 在硫酸工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是_____。
A. 硫铁矿燃烧前要粉碎,因为大块的黄铁矿不能在空气中反应
B. 从沸腾炉出来的气体要净化,因为炉气中的SO2会与杂质反应
C. SO2氧化成SO3要用催化剂,这样可提高SO2的转化率
D. SO3用98. 3%的浓硫酸来吸收,目的是为了防止形成酸雾,以提髙SO3吸收效率
(4) 下表是压强对SO2平衡转化率的影响
对于SO2转化SO3的反应,增大压强可使转化率______________,但在实际工业生产中常采用常压条件,理由是________________________________。
(5)某工厂用500t含硫量为48%的黄铁矿制备硫酸,若在沸腾炉中有2%的FeS2损失,在接触室中SO3的产率为96%,则可得到98%的浓硫酸的质量是_____t。
(15分) (1)C (2分)
(2)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 (2分) 2SO2+O22SO3 (2分)
(3)D (2分) (4)升高 常压下转化率已经很高,增加压强可提高转化率,但增加了设备、动力成本等,效益反而下降 (3分) (5)376.32t (4分)
解析试题分析:(1)A、硫酸厂厂址的选择综合经济效益考虑,硫酸产品的运输成本要高于原料黄铁矿的运输成本,故A不正确;B、风光秀丽的旅游城市,不靠近原料基地,也不靠近消耗硫酸的工业城市,导致原料运输与产品运输成本高,同时还会对旅游城市造成污染,故B不正确;C、由于硫酸产品的运输成本要高于原料黄铁矿的运输成本,所以厂址应选择在消耗硫酸甚多的工业城市,故C正确;D、人口稠密的文化、商业中心城市,远离原料基地和消耗硫酸的工业城市,同时为了防止污染环境,不宜考虑作为硫酸厂厂址.故D不正确,所以答案选C。
(2)黄铁矿在沸腾炉中发生反应,所以沸腾炉中发生反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;生成的SO2在接触室中被氧化生成三氧化硫,因此接触室中发生反应的化学方程式是2SO2+O22SO3。
(3)A、在硫酸工业制法中,黄铁矿燃烧前需要粉碎,是为了增大与空气的接触面,加快反应速率,不是因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧,故A不正确;B、从沸腾炉出来的炉气中含有SO2、O2、N2、水蒸气、灰尘、砷硒化合物等,由于砷硒化合物能导致催化剂失去催化活性,因此需净化,不是因为炉气中二氧化硫会与杂质反应,故B不正确;C、二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂,目的是加快反应速率,提高产量.并不能提高二氧化硫的转化率,故C不正确;D、在吸收塔中三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以提高三氧化硫的吸收效率.故D正确,答案选D。
(4)根据表中数据可知,增大压强,SO2的转化率升高。由于在常压下SO2转化率已经很高,增加压强可提高转化率,但增加了设备、动力成本等,效益反而下降,所以在实际工业生产中常采用常压条件。
(5)根据S元素守恒可知: FeS2~~~~~~~~~~~~~2H2SO4
120t 2×98t
500t×0.48×0.98×0.96 m×0.98
解得m=376.32t
考点:考查工业生产浓硫酸的有关判断、计算以及外界条件对反应速率和平衡状态的影响等
煤的液化是把固体煤炭通过化学加工过程,使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术,其中合成CH3OH是最重要的研究方向之一。在2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,探究温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T2>T1均大于300℃)。
①通过分析上图,可以得出对反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的说法正确的是(填
序号) 。
A.该反应为放热反应 |
B.T1时的反应速率大于T2时的反应速率 |
C.该反应在T1时的平衡常数比T2时的大 |
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大 |
a.体系压强保持不变 b.v(H2)=3v(CO2)
c.CH3OH与H2物质的量之比为1:3 d.每消耗1 mol CO2的同时生成3molH2
e.密闭容器中混合气体的密度不变 f.密闭容器中CH3OH的体积分数不变
③在T1温度时,将2molCO2和6molH2充入该密闭容器中,充分反应达平衡时,若CO2的转化率为60%,则容器内的压强与起始压强之比为 ,该反应的平衡常数为 。
碳单质在工业上有多种用途。例如焦炭可用来制取水煤气、冶炼金属,活性炭可处理大气污染物NO。
一定条件下,在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)反应生成气体A和B。当温度在T1℃时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
| 活性炭 (mol) | NO (mol) | A (mol) | B (mol) |
初始 | 2.030 | 0.100 | 0 | 0 |
平衡 | 2.000 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
(1)在T1℃时,达到平衡共耗时2分钟,则NO的平均反应速率为 mol/(L·min);当活性炭消耗0.015mol时,反应的时间 (填“大于”、“小于”或“等于”)1分钟。
(2)在T1℃下反应达到平衡后,下列措施不能改变NO的转化率的是 。
a.增大活性炭的量 b.增大压强 c.升高温度 d.移去部分B
(3)结合上表数据,该反应的平衡常数表达式为 。(生成物A、B用相应的化学式表示)若T1℃时的平衡常数为K1,T2℃时的平衡常数为K2,且K1>K2,能否判断该反应是吸热反应还是放热反应,说明理 。