33.(16分)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为:2NO+2CO2CO2+N2。

为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:

时间(s)
0
1
2
3
4
5
c(NO)(mol/L)
1.00×10-3
4.50×10-4
2.50×10-4
1.50×10-4
1.00×10-4
1.00×10-4
c(CO)(mol/L)
3.60×10-3
3.05×10-3
2.85×10-3
2.75×10-3
2.70×10-3
2.70×10-3

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):

(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H   0(填写“>”、“<”、“=”)。

(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=         。

(3)在该温度下,反应的平衡常数K=        。

(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是     。

A.选用更有效的催化剂                B.升高反应体系的温度

C.降低反应体系的温度                D.缩小容器的体积

(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验
编号
T(℃)
NO初始浓度
(mol/L)
CO初始浓度
(mol/L)
催化剂的比表面积(m2/g)
Ⅰ
280
1.20×10-3
5.80×10-3
82
Ⅱ
 
 
 
124
Ⅲ
350
 
 
124

①请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

②请在给出的坐标图中,画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号。

第33题图
 
 

31.(16分)

以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略):

Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O。

Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。

Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeC03的浊液。

Ⅳ.将浊液过滤,用90℃热水洗涤沉淀,干燥后得到FeC03固体。

ⅴ.煅烧FeCO3,得到Fe2O3固体。

已知:NH4HCO3在热水中分解。

(1)Ⅰ中,加足量的铁屑除去废液中的Fe3+,该反应的离子方程式是

                             。

(2)Ⅱ中,需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用            。

(3)Ⅲ中,生成FeCO3的离子方程式是                      。

若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是                                 。

(4)IV中,通过检验SO42-来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO42的操作是:

                                   。

(5)已知煅烧FeC03的化学方程式是4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2。现煅烧464.0 kg的FeCO3,得到316.8 kg产品。若产品中杂质只有FeO,则该产品中Fe2O3的质量

是       Kg。(摩尔质量/g·mol-1:FeCO3 116  Fe2O3 160  FeO 72)

30.(16分)工业上制硫酸的设备分为三大部分,一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔。在沸腾炉内二硫化亚铁与氧气发生反应;在接触室内有催化剂存在下二氧化硫进一步与氧气化合,生成三氧化硫;三氧化硫流经吸收塔时,使三氧化硫最终与水化合形成硫酸。流程如下:

(1)写出沸腾炉内反应后混合气体的主要成分:              。

(2)洗涤沸腾炉的炉气所产生的废水(含有酸和Fe3+)需要用石灰处理,该处理涉及的化学方程式是                            。

(3)利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如表:


0.1
0.5
1
10
400
99.2
99.6
99.7
99.9
500
93.5
96.9
97.8
99.3
600
73.7
85.8
89.5
96.4

① 已各SO2的氧化是放热反应,如何利用表中数据推断此结论?

                                    。

  ② 在400至500℃时,SO2的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是:

                                    。

(4)三氧化硫流经吸收塔时,为提高SO3吸收率,实际生产中用         吸收SO3。

(5)在硫酸工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是    。

A.硫铁矿燃烧前需要粉碎,因为大块的硫铁矿不能在空气中燃

B.从沸腾炉出来的炉气需净化,因为炉气中二氧化硫会与杂质反应

C.二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂,这样可以提高二氧化硫的转化率

D.三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收,目的是防止形成酸雾,以提高三氧化硫的吸收效率

 0  311656  311664  311670  311674  311680  311682  311686  311692  311694  311700  311706  311710  311712  311716  311722  311724  311730  311734  311736  311740  311742  311746  311748  311750  311751  311752  311754  311755  311756  311758  311760  311764  311766  311770  311772  311776  311782  311784  311790  311794  311796  311800  311806  311812  311814  311820  311824  311826  311832  311836  311842  311850  447090 

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