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(2009?抚顺模拟)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%);
压强/MPa
转化率/%
温度/℃
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)已知SO2的氧化是放热反应,如何利用表中数据推断此结论?
压强一定时,温度升高时,SO2的转化率降低,说明升高温度有利于平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应
压强一定时,温度升高时,SO2的转化率降低,说明升高温度有利于平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应

(2)在大400~500℃时,SO2的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是:
增大压强对SO2的转化率影响不大,同时增大成本
增大压强对SO2的转化率影响不大,同时增大成本

(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)工业生产硫酸产生的尾气主要含SO2和SO3,会造成
酸雨
酸雨
(填环境问题),工业上常用足量的浓氨水来吸收,写出相关的离子方程式
2NH3?H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O
2NH3?H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O

2NH3?H2O+SO3=2NH4++SO42-+H2O
2NH3?H2O+SO3=2NH4++SO42-+H2O

(5)已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g);△H=-196.9kJ?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.(写出解题过程)
分析:(1)采取控制变量法,压强一定,分析温度对平衡的影响,由表中数据可知,压强一定时,温度升高时,SO2的转化率降低,说明升高温度有利于平衡向逆反应移动;
(2)由表中数据可知,增大压强对SO2的转化率影响不大,同时增大成本;
(3)催化剂缩短到达平衡时间,不影响平衡移动;
反应热只与始态和终态的能量有关,与反应条件无关,催化剂不改变始态和终态的能量;
(4)SO2和SO3会导致酸雨;氨水二氧化硫反应生成亚硫酸铵,与三氧化硫反应生成硫酸铵;
(5)计算1万吨98%的硫酸含有H2SO4的质量,根据关系式2H2SO4~2SO3~Q=196.9kJ计算.
解答:解:(1)由表中数据可知,压强一定时,温度升高时,SO2的转化率降低,说明升高温度有利于平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应,
故答案为:压强一定时,温度升高时,SO2的转化率降低,说明升高温度有利于平衡向逆反应移动,故正反应为放热反应;
(2)由表中数据可知,增大压强对SO2的转化率影响不大,同时增大成本,故通常采取采用常压而不是高压,
故答案为:增大压强对SO2的转化率影响不大,同时增大成本;
(3)催化剂缩短到达平衡时间,不影响平衡移动,二氧化硫的转化率不变;
反应热只与始态和终态的能量有关,与反应条件无关,催化剂不改变始态和终态的能量,使用催化剂反应热不变,
故答案为:否;否;
(4)SO2和SO3会导致酸雨;
氨水二氧化硫反应生成亚硫酸铵,反应离子方程式为:2NH3?H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O;
与三氧化硫反应生成硫酸铵,反应离子方程式为:2NH3?H2O+SO3=2NH4++SO42-+H2O,
故答案为:酸雨;2NH3?H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O;2NH3?H2O+SO3=2NH4++SO42-+H2O;
(5)1万吨98%的硫酸含有H2SO4的质量为1×1010×98%=9.8×109g,
令需要SO3的质量为m,放出的热量为y,则:
   2H2SO4~2SO3~Q=196.9kJ
2×98g     2×80g     196.9kJ
9.8×109g    m          y
所以2×98g:9.8×109g=2×80g:m,解得m=8×109g=8×103t
所以2×98g:196.9kJ=9.8×109g:y,解得y=9.85×109kJ
答:需要的SO3质量为8×103t,生产这些SO3所放出的热量为9.85×109kJ.
点评:本题考查硫酸工业、影响化学平衡的因素、反应热的计算、多步反应计算等,难度中等,掌握利用关系式的计算.
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(2009?抚顺模拟)化学与科技、社会、生产密切结合,下列有关说法不正确的是(  )

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(2009?抚顺模拟)二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物.综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一.
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g) 
催化剂
 2SO3(g).某温度下,SO2的平衡转化率与体系总压强(p)的关系如图所示.根据图示回答下列问题:
①将2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa.该反应的平衡常数等于
800
800

②平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)
=
=
K(B)(填“>”、“<”或“=”).
(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ/mol
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为
1.60NA(或1.6NA
1.60NA(或1.6NA
(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为
173.4
173.4
kJ.
(3)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox,3<x<4,M=Mn、Co、Zn或Ni)由铁酸盐(MFe2O4)经高温还原而得,常温下,它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去.转化流程如图所示:

请写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式
MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S
MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S
(不必配平).

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