题目内容
(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸:
请回答下列问题:
①为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是___________________________________。
②为使硫黄充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%,为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为________(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是________。
③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是________(可多选)。
A.耗氧量减少 B.二氧化硫的转化率提高
C.产生的废渣减少 D.不需要使用催化剂
(2)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列哪些方面________(可多选)。
A.橡胶的硫化
B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产
D.过磷酸钙的制备
(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式________________________。
(1)①热交换器 增加SO3与浓硫酸的接触面积,有利于SO3的吸收 ②1.2 0.004 用氨水吸收 ③A、C
(2)B、C、D
(3)CaCO3CaO+CO2↑;2SO2+2CaO+O2
2CaSO4(或2SO2+2CaCO3+O2
2CaSO4+2CO2)
解析
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下列物质不能以食盐为原料而生产的是( )
A.盐酸 | B.硫酸 | C.烧碱 | D.纯碱 |
物质净化对生产生活很重要的意义。
(1)除去水中的 Ca2+,Mg2+等阳离子,完成此目标可使用____(填材料名称)。
(2)催化还原法可以净化硝酸工业尾气,下列物质中不能用于除去尾气中氮氧化物的是________(填字母序号)。
A.NH3 | B.CH4 | C.CO2 | D.H2 |
(4)煤的气化技术的主要产物是______,将煤加热以得到焦炉气、煤焦油及焦炭等产品的技术称为___________ 。
工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2 7%,O2 11%,N2 82%):
压强/MPa 转化率/% 温度/℃ | 0.1 | 0.5 | 1 | 10 |
400 | 99.2 | 99.6 | 99.7 | 99.9 |
500 | 93.5 | 96.9 | 97.8 | 99.3 |
600 | 73.7 | 85.8 | 89.5 | 96.4 |
(1)已知SO2的氧化是放热反应,如何利用表中数据推断此结论?________________________________________________________。
(2)在400~500℃时,SO2的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是:__________________________________________。
(3)选择适宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率?________(填“是”或“否”),是否可以增大该反应放出的热量?________(填“是”或“否”)。
(4)为提高SO3吸收率,实际生产中用________吸收SO2。
(5)已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-196.9 kJ·mol-1,计算每生产1万吨98%的硫酸所需要的SO3质量和由SO2生产这些SO3所放出的热量。
下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。
方法Ⅰ | 用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成(NH4)2SO4 |
方法Ⅱ | 用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫 |
方法Ⅲ | 用Na2SO3溶液吸收SO2,再经电解转化为H2SO4 |
(1)方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中SO2的化学反应为:
2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3
(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3
能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有________(填字母)。
A.增大氨水浓度
B.升高反应温度
C.使燃煤烟气与氨水充分接触
D.通入空气使HSO3-转化为SO42-
采用方法Ⅰ脱硫,并不需要预先除去燃煤烟气中大量的CO2,原因是____________(用离子方程式表示)。
(2)方法Ⅱ中主要发生了下列反应:
2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) ΔH=8.0 kJ·mol-1
2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g) ΔH=90.4 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)的热化学方程式可表示为________。
(3)方法Ⅲ中用惰性电极电解NaHSO3溶液的装置如下图所示。阳极区放出气体的成分为________(填化学式)。
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对于可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,下列说法正确的是( )。
A.达到平衡时反应物和生成物浓度一定相等 |
B.达到平衡后加入氨气,重新达到平衡时,氨气的浓度比原平衡时大 |
C.达到平衡时,升高温度加快了吸热反应的速率,降低了放热反应的速率,所以平衡向逆反应的方向移动 |
D.加入催化剂可以缩短到达平衡的时间,这是因为加快了正反应的速率,而减慢了逆反应的速率 |