工业上生产硫酸时,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转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2 7%,O2 11%
题型:不详难度:来源:
工业上生产硫酸时,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转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2 7%,O2 11%,N2 82%):
(1)已知SO2的氧化是放热反应,如何利用表中数据推断此结论? _____________________________________________________________________ (2)在400~500 ℃时,SO2的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是:___________; (3)选择适宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率?___________(填“是”或“否”),是否可以增大该反应所放出的热量?___________(填“是”或“否”); (4)为提高SO3吸收率,实际生产中用___________吸收SO3; (5)已知:2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO3质量和由SO2生产这些SO3所放出的热量。 |
答案
(1)压强一定时,温度升高时,SO2转化率下降,说明升温有利逆反应的进行,所以正反应为放热反应; (2)增大压强对提高SO2转化率无显著影响,反而会增加成本; (3)否 否 (4)浓硫酸 (5)8.0×103t ;9.83×109KJ |
解析
(1)从题中表格数据可以看出同一压强下不断升高温度,SO2的转化率不断降低,说明可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)正向为放热反应。 (2)从表中数据可以看出400~500℃,10Mpa时,SO2的转化率为99.3%~99.9%,可是常压下SO2的转化率已经很高,压强增大100倍,转化率提高的并不明显,反而需要增大设备强度,增加投资,降低企业经济效益。 (3)催化剂可以缩短达到平衡的时间,但不可以使平衡发生移动,故不能提高SO2的转化率,也不能增大反应放出的热量。 (4)因为SO3 + H2O= H2SO4该反应放出大量的热,产生的酸雾阻止SO2的吸收,实际生产中用98.3%的浓H2SO4吸收SO3。 (5)解:1万吨98%的硫酸含H2SO4的质量:9.8×109g 设需要SO3的质量为x,该反应产生的热量为y。 H2SO4 →SO2 →△H 98g 80g —196.6×0.5KJ 9.8×109g x y X=(9.8×109g×80g)÷98g=8.0×109g=8.0×103t Y=8.0×103t×98.3KJ÷80g=9.83×109KJ |
举一反三
(14分)脱除天然气中的硫化氢既能减少环境污染,又可回收硫资源. (1)硫化氢与FeCl3溶液反应生成单质硫,其离子方程式为 . (2)用过量NaOH溶液吸收硫化氢后,以石墨作电极电解该溶液可回收硫、其电解总反应方程式(忽略氧的氧化还原)为 ;该方法的优点是 . (3)一定温度下1 mol NH4 HS固体在定容真空容器中可部分分解为硫化氢和氨气. ①当反应达平衡时ρ氨气×p硫化氢=a(Pa2),则容器中的总压为 Pa; ②题26图是上述反应过程中生成物浓度随时间变化的示意图.若t2时增大氨气的浓度且在t3时反应再次达到平衡,诸在图上画出t2时刻后氨气、硫化氢的浓度随时间的变化曲线. |
造成大气污染的SO2主要来源于A.自然界硫化物分解 | B.火山喷发 | C.汽车排出的废气 | D.大量含硫燃料燃烧 |
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硫的非金属性比氧弱,但从以下的事实不能做出判断的是A.硫化氢不如水稳定 | B.硫化氢的水溶液露置在空气中变浑浊 | C.硫跟氢气反应需要加热,而氧气跟氢气反应只需点燃 | D.硫是固体,氧气在常温下是气体 |
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下列关于浓HNO3与浓H2SO4的叙述正确的是A.常温下都可用锌制容器贮存 | B.常温下都能与铜较快反应 | C.都易挥发 | D.露置于空气中,溶液浓度均降低 |
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下列叙述中错误的是A.将SO2气体通入足量的Ba(OH)2溶液中有白色沉淀生成 | B.将SO2气体通入BaCl2溶液中有白色沉淀生成 | C.将SO2气体通入用硝酸酸化的BaCl2溶液中有白色沉淀生成 | D.将HNO3酸化后的BaCl2溶液加入含某种离子的溶液中有白色沉淀生成,不能判断该溶液中一定存在SO42- |
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