25.(10分)硫酸工业生产应考虑综合经济效益。
(1)工业生产硫酸的原料气成分(体积分数)为:SO2 7%,O2 11%,N2 82%。
压强及温度对SO2转化率的影响如下:
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0.1 |
0.5 |
1 |
10 |
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400 |
99.2 |
99.6 |
99.7 |
99.9 |
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500 |
93.5 |
96.9 |
97.8 |
99.3 |
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600 |
73.7 |
85.8 |
89.5 |
96.4 |
工业上,二氧化硫催化氧化过程采用的是常压而不是高压,主要原因是
____________________________________________________________________。
分析上表数据可知,二氧化硫的催化氧化是放热反应,理由是____________________________________________________________________。
(2)据测算,接触法制硫酸过程中,每生产1 t 98%的硫酸需消耗3.60×105 kJ能量。
若反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),ΔH=-196.6 kJ /mol放出的热量完全被利用,则每生产1 t 98%的硫酸可为外界提供_____________kJ能量(不考虑其他过程释放的能量)。
(3)依据题给数据计算:在500℃0.1MPa条件下,二氧化硫的催化氧化达到平衡时,各种气体的体积比V(SO2)∶V(SO3)∶V(O2)∶V(N2)= ∶ ∶ ∶82
(结果保留两位有效数字)。
2l.(8分)
锌一锰干电池是普遍使用的化学电池,如图是干电池的基本构造图,其中含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等糊状物。
(1)干电池工作时正极上的反应是NH4++e-=NH3+
H2,则负极
上的电极反应式是_____,MnO2的作用是除去正极上的产物,本身生成Mn2O3,该反应的化学方程式是__________。
(2)干电池用久了就会变软,其原因是_____________________。
(3)将1L含有0.4mol CuSO4和0.2mol NaCl的水溶液用惰性电极电解一段时间后,在一个电极上得到0.1molCu,另一电极上析出气体(在标准状况下)的体积是_______升。
22.(8分)在20L恒容的密闭容器中,加入3molSO3(
g)和lmo1氧气,在一定温度下使其反应,反应至4min时,氧气的浓度为0.09mol·L-1,当反应到8min时,反应到达平衡,此时三氧化硫浓度c(SO3):a mol·L-1。
(1)0min-4min内生成O2平均速率v(O2)=__________mol·L-1min-1
(2)达到平衡时C(O2)=C(SO2),则a=___________mol·L-1,在下列坐标系中作出0min-8min及之后SO2、O2、SO3浓度随时间变化曲线.
(3)若起始时按下表数据投料,相同温度下达到平衡时,三氧化硫浓度大于amol·L-1的是________________
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A |
B |
C |
D |
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SO3 |
1mol |
3mol |
3mol |
0mol |
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SO2 |
2mol |
1.5mol |
0mol |
6mol |
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O2 |
2mol |
1mol |
0mol |
5mol |