题目内容

工业生产硫酸时，将SO2催化氧化转化为SO3是关键步骤。
（1）已知每生成1 mol 气态SO3放出98.3kJ的热量，该反应的热化学方程式是：__________________。
（2）实际生产中，SO2的催化氧化采用400°C-500°C和常压，结合下面数据回答问题：压强及温度对SO2的转化率如下表（原料气各成分体积分数为SO2 7%，O2 11%，N2 82%）
①根据表中数据推断并阐述SO2的氧化是放热过程_______________________
②在400°C时，当平衡状态由0.5 MPa变到1 MPa时，平衡常数K(0.5MPa)_______K(1MPa)（填＞、＜、＝）。
③工业生产中，SO2的催化氧化采用常压，而不是高压，其主要原因是___________，____________。
④下列变化不能提高SO2转化率的是________。
a．增大压强 b．使用催化剂 c．升高温度 d．增加O2的浓度
（1）2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6kJ/mol
（2）①压强相同时温度越高二氧化硫转化率越低，即升温平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热；
②=；
③ 在400℃-500℃时，增大压强，二氧化硫的转化率增大不够显著，且增大压强对设备的要求高，所以常压即可；
④b
练习册系列答案
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（2013?浦东新区二模）工业上生产硫酸的原料，一种是黄铁矿，其主要成分为FeS2（S为-1价）；另一种是磁黄铁矿，其主要成分是Fe1-xS（S为-2价），式中x通常为0.1～0.2，既含有Fe2+又含有Fe3+．
生产硫酸时将矿石煅烧，发生反应如下：
①4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2
②4Fe1-xS+（7-3x） O2→2 （1-x） Fe2O3+4SO2
（1）含FeS2 72%的黄铁矿10吨，理论上最多可以生产98%的浓硫酸
12
12
吨（矿石中无其他含硫物质）．
（2）若磁黄铁矿Fe1-xS中x=0.1，则Fe1-xS中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为
3.5
3.5
：1．
（3）煅烧矿石时，为了尽可能地将矿石中的硫转变为SO2，需通入过量20%的空气（其中N2与O2的体积比为4：1，假设无其他气体成分），计算磁黄铁矿充分煅烧后排出的气体中SO2的体积分数（用含x的代数式表示）．
（4）将一定量的磁黄铁矿溶于足量的盐酸，充分反应后测得生成S单质2.4g，FeCl2 0.425mol，且溶液中无Fe3+，计算Fe1-xS中的x值（矿石中其他成分不与盐酸反应）．
利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤．T℃时反应2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．
（1）写出该反应的热化学方程式（用E1、E2或E3表示，下同）
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-E3kJ/mol　或△H=-（E2-E1）kJ/mol
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-E3kJ/mol　或△H=-（E2-E1）kJ/mol
．
（2）T℃时将3mol SO2和1mol O2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生反应．2min时反应达到平衡，此时测得反应物O2还剩余0.1mol，则达到平衡时SO2的转化率为
60%
60%
，反应
放出
放出
（填“放出”或“吸收”）
0.9E3
0.9E3
热量．（用E1、E2或E3表示）
（3）下列叙述能证明该反应已达化学平衡状态的是
①②④
①②④
（填序号）
①SO2的体积分数不再发生变化    ②容器内压强不再发生变化   ③容器内气体原子总数不再发生变化   ④相同时间内消耗2n mol SO2的同时生成n mol O2   ⑤相同时间内消耗2n mol SO2的同时生成2n mol SO3
（4）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1、E2和E3的变化是：E1
减小
减小
，E2
减小
减小
，E3
不变
不变
（填“增大”“减小”或“不变”）．
（5）若以如图所示装置，用电化学原理生产硫酸，将SO2、O2以一定压强喷到活性电极上反应．写出两电极的电极反应式：
+：O2+4e-+4H+═2H2O
-：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
+：O2+4e-+4H+═2H2O
-：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
，为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则通入SO2和水的质量比为
16：29
16：29
．
（6）SOCl2是一种无色液体，可与碳共同构成锂电池的正极材料，且其放电时也有SO2气体产生．写出SOCl2在电池中放电时的电极反应式
2SOCl2+4e-═S+SO2↑+4Cl-
2SOCl2+4e-═S+SO2↑+4Cl-
．

工业上生产硫酸的原料，一种是黄铁矿，其主要成分为FeS2（S为-1价）；另一种是磁黄铁矿，其主要成分是Fe1-xS（S为-2价），式中x通常为0.1~0.2，既含有Fe2＋又含有Fe3＋。

生产硫酸时将矿石煅烧，发生反应如下：

①  4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2  

②  4 Fe1-xS + (7-3x) O2 → 2 (1-x) Fe2O3 + 4 SO2

（1）含FeS2 72%的黄铁矿10吨，理论上最多可以生产98%的浓硫酸            吨（矿石中无其他含硫物质）。

（2）若磁黄铁矿Fe1-xS中x=0.1，则Fe1-xS中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为      ：1。

（3）煅烧矿石时，为了尽可能地将矿石中的硫转变为SO2，需通入过量20%的空气（其中N2与O2的体积比为4：1，假设无其他气体成分），计算磁黄铁矿充分煅烧后排出的气体中SO2的体积分数（用含x的代数式表示）。

（4）将一定量的磁黄铁矿溶于足量的盐酸，充分反应后测得生成S单质2.4g，FeCl2 0.425mol，且溶液中无Fe3＋，计算Fe1-xS中的x值（矿石中其他成分不与盐酸反应）。

 

工业上生产硫酸的原料，一种是黄铁矿，其主要成分为FeS2（S为-1价）；另一种是磁黄铁矿，其主要成分是Fe1-xS（S为-2价），式中x通常为0.1~0.2，既含有Fe2＋又含有Fe3＋。

生产硫酸时将矿石煅烧，发生反应如下：

①  4 FeS2 + 11 O2→ 2 Fe2O3 + 8 SO2  

②  4 Fe1-xS + (7-3x) O2→ 2 (1-x) Fe2O3 + 4 SO2

含FeS272%的黄铁矿10吨，理论上最多可以生产98%的浓硫酸           吨（矿石中无其他含硫物质）。

若磁黄铁矿Fe1-xS中x=0.1，则Fe1-xS中Fe2＋与Fe3＋的物质的量之比为     ：1。

煅烧矿石时，为了尽可能地将矿石中的硫转变为SO2，需通入过量20%的空气（其中N2与O2的体积比为4：1，假设无其他气体成分），计算磁黄铁矿充分煅烧后排出的气体中SO2的体积分数（用含x的代数式表示）。

 
黄铁矿(FeS2，其中S为-1价)是工业生产硫酸的重要原料。FeS2在高温下与氧气反应：
  
(1)若有1molFeS2参加反应，转移电子的物质的量为_________________。
(2)硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：
已知T℃时，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示。根据图回答下列问题：
①T℃时，将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭恒容反应器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa，计算该反应的平衡常数(写出计算过程，计算结果保留两位有效数字)：
②T℃时，平衡由A点变到B点时，平衡常数K(A)_____K(B) (填“＞”、“＜”或“＝”)。
③已知1g二氧化硫完全反应生成气态三氧化硫，放出热量 1.536kJ，则上述反应的反应热△H＝_______________ 。
(3)某科研小组利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，装置如图，电极A、B为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请问
①B电极的电极反应为__________； 
②溶液中H+的移动方向是由_____极池到_____极池(填A、B)。

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