题目内容

(10分)工业制硫酸生产流程如下图:

98%硫酸

 
 


(1)造气阶段,为提高反应的效率,充分利用含硫矿石,请你提出两条可行的措施:

                                                   

催化剂

 
(2)为研究条件对化学平衡的影响,在一密闭容器中,反应

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196 kJ·mol-1

达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,SO2的浓度是原平衡时的60%,则              

A.平衡向逆反应方向移动了      

B.SO2的转化率减小了

C.SO3的质量分数增加了

D.平衡移动过程中,v(逆)< v(正)

(3)在催化反应室,发生(2)中的反应,已知:某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答:

①将1.0mol SO2和0.05mol O2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,若体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于    

②平衡状态由A变到B时,平衡常数(A)      (B) (填“>”、“<”或“=”)。

(4)增大体系的压强能使(2)中平衡向正反应方向移动,但在实际生产中采用了常压的条件,你认为可能的原因是:                  

(共10分)

(1)将含硫矿石充分粉碎、采用逆流加料原理等(2分,合理答案给分,答出一点给1分)

(2)A、B(2分,只选1个给1分)

(3)①1600L·mol-1(2分,单位不写不扣分,写错扣1分)② =(2分)

(4)在该生产条件下,SO2的转化率已较高,增大压强对设备的要求高,还会使能耗等增大,不可取。(2分,答到要点即给分)

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(1)早期生产用黄铁矿为原料,但现在工厂生产硫酸用硫磺为原料,理由是       (2分

(2)在催化反应室,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有              (2分)

A.升高温度                       B.减少压强      

C.不断补充SO2和空气             D.及时分离出SO3

(3)在生产中,为提高催化剂效率采取了哪些措施?                                   

                                                                        (3分)

(4)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),ΔH=-196 kJ?mol-1。在450℃、常压和钒催化条件下向一密闭容器中充入2molSO2和1molO2,充分反应后,放出的热量______(填“<”“>”“=”)196kJ,理由是______________________________________________。  (3分)

(5)经检测生产硫酸的原料气成分(体积分数)为SO27%、O211%、N282%。在500℃,0.1MPa条件下达到平衡时,各种气体的体积比为V(SO2):V(SO3):V(O2):V(N2)=0.46:6.5:7.7:82,则SO2的利用率为                    (3分)

(6)在450℃、常压和钒催化条件下,在容积为VL的容器中加入2n molSO2n molO2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时O2的转化率为x。则Kx的关系满足K      。(2分)

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