Question

下图是工业接触法制硫酸的简单流程图：

(1)若沸腾炉中每燃烧0.12 kg FeS₂放了853 kJ热量，写出此状况下FeS₂燃烧的热化学方程式___________________________。

(2)反应2SO₂+O₂2SO₃是在500 ℃恒温密闭的接触室中进行的，能充分说明此反应已达到平衡的标志是_________(填序号)。

①接触室中SO₂、O₂、SO₃共存

②接触室中SO₂、O₂、SO₃的浓度相同

③接触室中SO₂、SO₃的物质的量之比为2∶1∶2

④接触室中压强不随时间变化而变化

(3)从沸腾炉出来的气体经净化干燥处理后进入接触室，其气体体积组成是：SO₂7%，O₂11%，N₂82%。若有100体积这样的混合气体在接触室反应，一段时间后，气体总体积变为96.7体积，则反应后混合气体中N₂和O₂的体积比为_________，此时SO₂的转化率为_________。

Answer 1

(1)FeS₂(s)+O₂(g)Fe₂O₃(s)+2SO₂(g);ΔH=-853 kJ·mol^-1

(2)④

(3)82∶7.7  94.3%

解析：本题考查硫酸的工业制法。

①0.12 kg即1 mol FeS₂燃烧放了853 kJ热量，所以热化学方程式为：FeS₂(s)+O₂(g) Fe₂O₃(s)+2SO₂(g);ΔH=-853 kJ·mol^-1。

②反应2SO₂+O₂2SO₃是不等体积的反应，所以只有达到平衡时物质的量不变，所以压强不变。本反应为可逆反应，所以接触室中SO₂、O₂、SO₃一直共存，②③不一定。

③由题意可知SO₂7体积，O₂11体积，N₂82体积。一段时间后，气体总体积变为96.7体积，则反应消耗SO₂6.6体积，O₂3.3体积，剩余O₂7.7体积，所以N₂和O₂的体积比为82∶7.7。

SO₂的转化率=6.6/7×100%=94.3%。