题目内容
【题目】在接触法制硫酸的生产中,SO2转化成SO3转化率的大小直接决定生产效率。某研究小组用下图装置模拟生产过程中测定SO2转化成SO3的转化率。已知SO3的熔点是16.8℃,沸点是44.8℃。发生装置中所涉及反应的化学方程式为:Na2SO3(s)+ H2SO4(75%)==Na2SO4 + SO2↑+ H2O
(1)Ⅱ中的试剂是 ,仪器Ⅵ的名称为 。
(2)根据实验需要,应该在Ⅳ、Ⅴ处连接合适的装置。请从下图A~D装置中选择最适合装置并将其序号填入下面的空格中,Ⅳ、Ⅴ处连接的装置分别是 、 。
(3)为了提高SO2的转化率,实验时在:①滴加浓硫酸;②加热催化剂的步骤中,应采取的操作是先_______后_________(填编号)。
(4)实验结束后,如果把收集SO3的试管敞口露置于空气中,能够看到管口有大量的白雾,产生此现象的原因是 。
(5)用18.9gNa2SO3粉末与足量较浓的硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后测得装置Ⅴ增重了7.2g,则实验测得SO2的转化率为 。
【答案】(1)浓硫酸,干燥管。 (2)C、D。(3)②①。 (4)SO3易挥发,极易溶于水。(5)25%
【解析】
试题分析:(1)气体进入发生装置之前需要干燥,可以用浓硫酸来干燥二氧化硫气体,所以Ⅱ中的试剂是是浓硫酸;仪器Ⅵ的名称为干燥管;
(2)SO3的熔点是16.8℃,可以用冰水冷却来获得三氧化硫;未反应掉的二氧化硫对空气会产生污染,可以用碱石灰或者氢氧化钠溶液来进行尾气处理,所以Ⅳ、Ⅴ处连接的装置分别是C和D。
(3)为保证产生的二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫,应先加热催化剂再滴入浓硫酸;
(4)由于SO3易挥发,极易溶于水,因此能够看到管口有大量的白雾。
(5)18.9gNa2SO3的物质的量是18.9g÷126g/mol=0.15mol,生成二氧化硫是0.15mol。装置Ⅴ增重了7.2g,即剩余二氧化硫是7.2g,物质的量是7.2g÷64g/mol=0.1125mol,所以实验测得SO2的转化率为×100%=25%。
【题目】在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2A2(g)+BC(g)X(g) △H=-dkJ·mol-1(d>0,X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:
实验 | 甲 | 乙 | 丙 |
初始投料 | 2 molA2、1 molBC | 1 molX | 4 molA2、2 molBC |
平衡时n(X) | 0.5mol | n2 | n3 |
反应的能量变化 | 放出Q1kJ | 吸收Q2kJ | 放出Q3kJ |
体系的压强 | P1 | P2 | P3 |
反应物的转化率 | α1 | α2 | α3 |
(1)在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min,则该时间段内A2的平均反应速率v(A2) 。
(2)该温度下此反应的平衡常数K的值为 。
(3)三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是 (填序号)。
A.α1+α2=1
B.Q1+Q2=d
C.α3<α1
D.P3<2P1=2P2
E.n2<n3<1.0mol
F.Q3=2Q1
(4)在其他条件不变的情况下,在第5min将甲容器的体系体积压缩到1L,若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为65.5%,请在下图中画出第5min到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。