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工业上以黄铁矿为原料生产硫酸,其中重要的一步是催化氧化(生产中保持恒温恒容条件):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol1

(1)生产中为提高反应速率和SO2的转化率,下列措施可行的是      

A.向装置中充入O2       B.升高温度

C.向装置中充入N2       D.向装置中充入过量的SO2

(2)500 ℃时,将10 mol SO2和5.0 mol O2置于体积为2L的恒容密闭容器中,反应中数据如下表所示:

时间/(min)

2

4

6

8

n(SO3)/(mol)

4.2

8.0

9.4

9.4

①反应前4分钟的平均速率v(O2)=              

②500℃时该反应的平衡常数K =                    

(3)恒温恒压,通入3mol SO2 和2mol O2 及固体催化剂,平衡时容器内气体体积为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为 5mol SO2、3.5 mol O2、1mol SO3(g),下列说法正确的是                     

A.第一次平衡时反应放出的热量为294.9kJ

B.两次平衡SO2的转化率相等 

C.两次平衡时的O2体积分数相等     

D.第二次平衡时SO3的体积分数等于2/9

 (1)A    (1分) 

(2)  ① 0.5 mol/L.min    (2分)        ②1.636x103(2分)

  (3) CD(2分)  

练习册系列答案
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工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行,即煅烧、催化氧化、吸收.请回答下列个问题:
(1)煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入
接触室
接触室
(填设备名称)

(2)催化氧化阶段反应2SO2(g)+O2(g)
催化剂
2SO3(g);△H<0
550℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系
如图1所示.
理论上要提高SO2的转化率,反应的条件应是
温、高压(填“高”、“低”、或“常”),但通常情况下工业生产中采用常压的原因是
使用常压SO2就可以达到较高的转化率
使用常压SO2就可以达到较高的转化率

将2.0mol SO2和1.0mol O2置于5L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10M Pa.该反应的平衡常数等于
400L?mol-1
400L?mol-1

(3)为循环利用催化剂,科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,
回收率达91.7%以上.已知废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣.查阅资料知:VOSO4可溶于水,V2O5难溶于水,NH4VO3难溶于水.该工艺的流程如图.

则:反应①②③④中属于氧化还原反应的是
①②
①②
(填数字序号),反应③的离子方程式为
NH4++VO3-═NH4VO3
NH4++VO3-═NH4VO3
.该工艺中反应③的沉淀率(又称沉矾率)是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度.根据下图试建议控制氯化铵系数和温度:
4
4
80℃
80℃
. 

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