【题目】在硫酸工业中,通过下列反应使SO2转化为SO3:2SO2+O22SO3 ΔH< 0,已知常压下平衡混合气体中SO3的体积分数为91%。试回答:
(1)在生产中常用过量的空气,是为了________________________________;
(2)加热到400 ℃~500 ℃,是由于______________________________________;
(3)压强采用________,原因是__________________________________________________;
(4)常用浓H2SO4来吸收SO3而不用水,是因为__________________________________________;
(5)尾气中的SO2必须回收,是为了_______________________________________________________。
【答案】增大O2浓度,提高SO2的转化率 保证催化剂活性达到所需要的最佳温度,以提高反应速率,缩短达到平衡所需要的时间 常压 常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91%,若再加压,对设备及动力系统要求高,成本高 用水吸收SO3易形成酸雾,吸收速率慢 减少对环境的污染
【解析】
在硫酸工业中运用化学平衡原理选择适宜生产条件的能力,选择适宜的反应条件,要从浓度、压强、温度、催化剂等条件中考虑该反应的速率、转化率,同时还要考虑工业生产的实际情况和成本,硫酸工业中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,该反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应分析移动,由于反应物气体体积大于生成物气体体积,则增大压强有利于平衡向正反应方向移动,题中实验数据表明反应在常压下反应的转化率较大,结合反应的实际和对设备的影响以及SO2和SO3的性质解答该题;
(1)在生产中常用过量的空气,增大O2浓度,平衡正向移动,可提高SO2的转化率。
(2)此反应为放热反应,温度升高不利于合成SO3;温度过低会使反应速率减慢,因此选择适宜的温度以保证催化剂活性达到最高,提高反应速率,缩短达到平衡所需要的时间,提高单位时间内SO3的产率。
(3)常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91%;再加压,平衡也能正向移动,提高转化率;但对设备及动力系统要求高,成本高,投入比产出更多。
(4)水和三氧化硫反应生成硫酸,反应放热,易形成酸雾而导致吸收效果差,但用浓H2SO4吸收则不易形成酸雾,吸收效果好;
(5)二氧化硫有毒并能够形成酸雨污染空气,酸雨必须回收,回收二氧化硫还能够节约资源,减小成本。
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【题目】下图为元素在生物体内的含量分布情况,下列表述不正确的是( )
A. Ⅰ在非生物界中都能找到,体现了生物界与非生物界的统一性
B. Ⅲ含量虽少,却是生物体正常生命活动不可缺少的
C. Ⅱ和Ⅲ为生物体的必需元素,一旦缺乏就可能会导致相应的病症
D. P、S、K、Ca、Fe属于大量元素
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【题目】硼酸(H3BO3)为一元弱酸,广泛用于玻璃、医药、冶金、皮革等工业。回答下列问题:
(1) H3BO3中B元素的化合价为______,其在元素周期表的位置是_________________。
(2)已知:A(OH)3+H2O [Al(OH)4]-+H+,H3BO3的电离方程式为_______。酸性:H3BO3 _____(填*>”或“<”)Al(OH)3。
(3) H3BO3受热分解得到的B2O3和镁粉混合点燃可得单质B,生成单质B的化学方程式为________。
(4) H3BO3可用于生产储氢材料NaBH4。涉及的主要反应为:
I.H3BO3+3CH3OH→B(OCH3)3+3H2O
II.B(OCH3)3+4NaH→NaBH4+3CH3ONa
①“反应I”的类型为__________(填标号)。
A.取代反应 B.加成反应 C.加聚反应 D.氧化反应
②NaH的电子式为_______________。
③在碱性条件下,NaBH4与CuSO4溶液反应可得Cu和Na[B(OH)4],其中H元素由-1价升高为+1价,该反应的离子方程式为_____________________。
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【题目】合理利用和转化NO2、SO2、CO、NO等污染性气体是环保领域的重要课题。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574.0kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2 (g)+2H2O(g) △H=-1160.0 kJ/mol
③H2O(g)=H2O(1) △H=-44.0 kJ/mol
CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(的热化学方程式是__________________。
(2)已知2NO(g)+O2(g)2 NO2(g)的反应历程分两步:
①2NO(g)N2O2(g)(快) v1正=k1正·c2(NO),v1逆=k1逆·c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)2 NO2(g) (慢) v2正=k2正·c (N2O2)·c(O2), v2逆=k2逆·c 2(NO2)
一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2 NO2(g)达到平衡状态,该反应的平衡常数的表达式K=______________________(用k1正、k1正、k2逆、k2逆表示),反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1___________E2(填“>”“<”或“=”)
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。
向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,恒温(T℃)时,各物质的浓度随时间的变化如下表:
①T℃时,该反应的平衡常数为___________(保留两位有效数字)
②在31min时,若只改变某一条件使平衡发生移动,40min、50min时各物质的浓度如上表所示,则改变的条件是______________________。
③在51min时,保持温度和容器体积不变再充入NO和N2,使二者的浓度均增加至原来的两倍,则化学平衡___________(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
(4)反应N2O4(g)2NO2(g) △H>0,在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系:v(N2O2)=k1·p(N2O4),v(NO2)=k2·p2(NO2)其中k1、k2是与温度有关的常数,相应的速率与N2O4或NO2的分压关系如图所示。
在T℃时,图中M、N点能表示该反应达到平衡状态,理由是______________________。改变温度,v(NO2)会由M点变为A、B或C,v(N2O4)会由N点变为D、E
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【题目】下列溶液中能用来区别SO2和CO2的是( )
①石灰水 ②紫色石蕊试液 ③氯水 ④品红溶液 ⑤酸性KMnO4
A. ③④⑤B. ①②③C. ①⑤D. ②③④
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【题目】硫酸亚铁在空气中易被氧化,与硫酸铵反应生成硫酸亚铁铵[化学式为FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]后就不易被氧化。模拟工业制备硫酸亚铁铵晶体的实验装置如下图所示。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是______________________。
(2)铁屑中常含有Fe2O3、FeS等杂质,则装置C的作用是___________,装置B中发生反应的离子方程式可能是___________(填序号)。
A .Fe+2H+=Fe2++H2↑
B. Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
C.2Fe3++S2-=2Fe2++S↓
D.2Fe3++Fe=2Fe2+
(3)按上图连接好装置,经检验气密性良好后加入相应的药品,打开K1、K2,关闭K3,装置B中有气体产生,该气体的作用是___________。反应一段时间后,打开K3,关闭K1和K2。装置B中的溶液会流入装置A,其原因是______________________。
(4)按上图所示装置制备硫酸亚铁铵晶体的安全隐患是______________________。
(5)根据相关物质的溶解度判断,从装置A中分离出硫酸亚铁铵晶体,需采用的操作有___________、___________、洗涤、干燥。
三种盐的溶解度(单位为g/100gH2O)
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【题目】pH=1的两种酸溶液A、B各1mL,分别加水稀释到1000mL,其pH与溶液体积的关系如图,下列说法正确的是( )
①若a<4,则A、B都是弱酸
②稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液强
③若a=4,则A是强酸,B是弱酸
④A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
A. ①④B. ②③C. ②④D. ①③
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