题目内容
(8分)工业制硫酸生产流程如下图:
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已知:在450℃,常压下,2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),ΔH=-196 kJ·mol-1。请回答:
(1)在催化反应室,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有 ;
A.升高温度 B.减少压强 C.不断补充空气 D.及时分离出SO3
(2)在生产中,为提高催化剂效率可采取的措施为 ;
A.净化气体 B.控制温度在400~500℃
C.增大催化剂与反应气体的接触面积 D.不断补充空气
(3)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“<”、“>”或“=”)196kJ。
(4)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,现有100L原料气参加反应,达到平衡时,气体的总体积变为97.2L,则SO2的转化率为 。
(1)CD (2)ABC (3)< (4)80.0%
【解析】
试题分析:(1)A.正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二氧化硫的转化率降低,故A错误;B.正反应为体积减小的反应,减少压强,平衡向逆反应方向移动,二氧化硫的转化率降低,故B错误;C.不断补充空气,利用平衡向正反应方向移动,增大空气的用量可以通过二氧化硫转化率,故C正确;D.及时分离出SO3,平衡向正反应方向移动,二氧化硫的转化率增大,故D正确;故答案为:CD;
(2)净化气体防止催化剂中毒,控制温度在400~500℃,增大催化剂与反应气体的接触面积,故答案为:ABC;
(3)在1atm和298K条件下,2mol SO2和1mol O2完全反应生成2mol SO3,放出196kJ热量,该反应为可逆反应,不可能进行完全,又因为反应温度为450℃,所以放出的热量小于196kJ;
(4)令开始总物质的量为100mol,则二氧化硫为7mol,氮气的物质的量为82mol,反应中氮气的物质的量不变,由体积差可知消耗二氧化硫的物质的量是(100mol-97.2mol)×2=5.6mol,故二氧化硫的转化率=
×100%=80%。
考点:考查硫酸工业、化学平衡影响因素、反应热计算、化学平衡计算等
下列根据实验操作和现象所得出的结论不正确的是
| 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
A | 向硅酸钠溶液中滴加1滴酚酞,再逐滴加入稀盐酸至红色褪去 | 2 min后,试管里出现凝胶 | 酸性:盐酸>硅酸 |
B | 在酒精灯上加热铝箔 | 铝箔熔化但不滴落 | 熔点:氧化铝>铝 |
C | 常温下,向浓硫酸中投入铝片 | 铝片不溶解 | 常温下,铝不与浓硫酸反应 |
D | 向某无色溶液中先滴加氯水,再加少量CCl4,振荡,静置 | 溶液分层,下层为橙红色 | 溶液中含有Br- |
下列实验操作完全正确的是
编号 | 实验 | 操作 |
A | 钠与水反应 | 用镊子从煤油中取出金属钠,切下绿豆大小的钠,小心放入装满水的烧杯中 |
B | 配制一定浓度的氯化钾溶液1000mL | 准确称取氯化钾固体,放入到1000ml的容量瓶中,加水溶解,振荡摇匀,定容 |
C | 排除碱式滴定管尖嘴部分的气泡 | 将胶管弯曲使玻璃尖嘴斜向上,用两指捏住胶管,轻轻挤压玻璃珠,使溶液从尖嘴流出 |
D | 取出分液漏斗中所需的上层液体 | 下层液体从分液漏斗下端管口放出,关闭活塞,换一个接收容器,上层液体继续从分液漏斗下端管口放出 |
己知A(s) + 2B(g)
C(g) + D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
下列问题不正确的是
A.该反应的平衡常数表达式K= C(C)·C(D) / C2(B)
B.该反应的△H < 0
C.830℃时,向一个5L的密闭容器中充入10 mol A和2mol B,10min后,B为0.5mol时,此时V(正)>V(逆);
D.在温度、容积不变时,气体的密度不随时间改变能判断该反应是否达到平衡