题目内容

某工厂废气中含有SO2，可将SO2转化为(NH4)2SO4而除去．其过程为：将废气经初步处理，使其中O2的体积分数为10％(这时SO2的体积分数为0.2％)，并在400℃时以5 m3/h的速率通过V2　O5触媒层，然后与流量为25 L/h的NH3混合，再喷入流量为290 g/h的冷水，此时气体温度迅速从400℃下降至200℃，在结晶装置中得到(NH4)2SO4晶体．回答下列问题．

(1)使废气中SO2与O2的物质的量之比为1∶50，主要原因是________．

(2)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：

已知SO2的氧化是放热反应，利用表中数据推断工业上应选用________的条件进行生产，选择该条件的主要原因是________．

(3)有资料报道：“最近研制出一种性能优越的催化剂，可以将SO2全部催化氧化为SO3．”你认为该报道可信吗?________(填“可信”或“不可信”)，其理由是________．

(4)合成氨时，原料N2不能用空气代替，主要原因是________．

答案：
解析：

　　(1)提高二氧化硫转化率，增加氧气的浓度，有利于平衡向生成三氧化硫的方向移动

　　(2)0.1 MPa 400～500℃　既可保持二氧化硫转化率较高，又能降低成本，且该温度下催化剂活性较好

　　(3)不可信　二氧化硫与氧气的反应是可逆反应，使用催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，更不能全部转化

　　(4)在高温下，空气中的氧气与氢气混合会爆炸


练习册系列答案
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二氧化硫和氮氧化物是常用的化工原料，也会给大气带来严重污染，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一．
（1）汽车尾气中主要含有CO、NO2、SO2、CO2气体，其中
NO2、SO2
NO2、SO2
能导致酸雨的形成；目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效的将尾气中的有害气体转化．如：
CO（g）+NO2（g）═NO（g）+CO2（g）△H=-akJ?mol-1（a＞0）
2CO（g）+2NO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1（b＞0）
据此回答：若用标准状况下3.36升CO还原NO2至N2（CO完全反应）的整个过程中转移电子的物质的量为
0.3
0.3
mol，放出的热量为
3(2a+b)
80
3(2a+b)
80
kJ（用含有a和b的代数式表示）．
（2）在火力发电厂产生的废气中含有SO2、N2、CO等气体，为除去SO2，常用Ca（OH）2悬浊液洗涤废气，为了废物利用，再通入空气使反应产物转化为石膏（CaSO4?2H2O）．写出有关的化学反应方程式
SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O、2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4?2H2O
SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O、2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4?2H2O
．
（3）硫酸工业生产中，SO2催化氧化生成SO3：
2SO2（g）+O2（g）
催化剂
2SO3（g）△H=-196．kJ?mol-1
某温度下达到平衡时，SO2的体积百分含量与体系的总压强的关系如图所示：
据此图回答下列问题：
①平衡状态由A变到B时，反应体系
释放
释放
（填“吸收”或“释放”）能量．
②将5molSO2和7molO2通入10L密闭容器中，平衡时体系的总压强为0.1MPa．该反应在该温度下的平衡常数等于
32
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．
为了除去工业废气中的SO2，可将SO2转化成(NH4)2SO4。据有关资料介绍，摘录如下：“初步处理后的废气中含0.2% SO2(体积分数)，10% O2(体积分数)；在400 ℃时，以5 m3·h-1的速率与NH3混合，再以290 g·h-1的速率通过V2O5触媒层，然后与流量为25 L·h-1的NH3混合，再喷入流量为290 g·h-1的水，此时气体温度迅速从400 ℃下降至200 ℃，在热的结晶装置中得到(NH4)2SO4晶体。”据此资料回答下列问题。

(1)按反应式2SO2+O22SO3，SO2与O2的物质的量之比为2∶1，资料中却用1∶50，原因是：___________________________________________________________________。

(2)进行冷却的原因是______________________________________________________。

(3)某工厂废气中含0.4%的SO2和0.5%的O2，你认为应该怎样利用上述资料？

(4)如果该工厂没有NH3，只有生石灰，你认为又该怎样利用上述资料？

(5)若将SO2全部转化为SO3，SO3全部转化为(NH4)2SO4，则资料中NH3的每小时通入量至少应是_________L，由此可得出NH3的利用率为_________。
二氧化硫和氮氧化物是常用的化工原料，也会给大气带来严重污染，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

(1)汽车尾气中主要含有CO、NO2、SO2、CO2气体，其中________________能导致酸雨的形成；目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效的将尾气中的有害气体转化。

如：CO(g)+NO2(g)*NO(g)+CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a＞0)

2CO(g)+2NO(g)*N2(g)+2CO2(g) ΔH=-b kJ·mol-1(b＞0)

据此回答：若用标准状况下3.36 L CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为______________mol，放出的热量为______________kJ(用含有a和b的代数式表示)。

(2)在火力发电厂产生的废气中含有SO2、N2、CO等气体，为除去SO2，常用Ca(OH)2悬浊液洗涤废气，为了废物利用，再通入空气使反应产物转化为石膏(CaSO4·2H2O)。写出有关的化学反应方程式______________。

(3)硫酸工业生产中，SO2催化氧化生成SO3：

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   ΔH=-196 kJ·mol-1

某温度下达到平衡时，SO2的体积百分含量与体系的总压强的关系如上图所示：

据此图回答下列问题：

①平衡状态由A变到B时，反应体系____________(填“吸收”或“释放”)能量。

②将5 mol SO2和7 mol O2通入10 L密闭容器中，平衡时体系的总压强为0.1 MPa。该反应在该温度下的平衡常数等于___________。
二氧化硫和氮氧化物是常用的化工原料，也会给大气带来严重污染，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一．
（1）汽车尾气中主要含有CO、NO2、SO2、CO2气体，其中______能导致酸雨的形成；目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效的将尾气中的有害气体转化．如：
CO（g）+NO2（g）═NO（g）+CO2（g）△H=-akJ?mol-1（a＞0）
2CO（g）+2NO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1（b＞0）
据此回答：若用标准状况下3.36升CO还原NO2至N2（CO完全反应）的整个过程中转移电子的物质的量为______mol，放出的热量为______kJ（用含有a和b的代数式表示）．
（2）在火力发电厂产生的废气中含有SO2、N2、CO等气体，为除去SO2，常用Ca（OH）2悬浊液洗涤废气，为了废物利用，再通入空气使反应产物转化为石膏．写出有关的化学反应方程式______．
（3）硫酸工业生产中，SO2催化氧化生成SO3：
2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=-196．kJ?mol-1
某温度下达到平衡时，SO2的体积百分含量与体系的总压强的关系如图所示：
据此图回答下列问题：
①平衡状态由A变到B时，反应体系______（填“吸收”或“释放”）能量．
②将5molSO2和7molO2通入10L密闭容器中，平衡时体系的总压强为0.1MPa．该反应在该温度下的平衡常数等于______．

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