Question

18．Ⅰ、试分析比较合成氨与用SO₂和O₂反应制SO₃的反应
（1）某些相同点：
①△H＜0
②△S＜0（填＜、=、＞）；
③反应在低温下均能自发进行
（2）条件选择中，主要的三方面不同点？并说明原因和理由？
①SO₂氧化在常压下，而合成氨需要高压；因常压下SO₂转化率已较大，可减少能耗；
②SO₂氧化通常鼓入过量空气，使SO₂进一步转化又减少尾气处理的压力；而合成氨N₂、H₂转化率小，常剩余而循环使用（仅补充原料气）；
③SO₂氧化的催化剂常是V₂O₅，它参加反应而催化；合成氨的催化剂是铁触媒，它通过表面吸附而催化．
（3）请作出这类反应的“反应过程与能量变化”示意图
Ⅱ、（4）SO₂处理的一种方法是用石灰吸收（“钙基固硫”），其最终生成硫酸钙（写名称）；
（5）实验室里可用“在浓氨水中加生石灰”的方法制取氨气，其理由是生石灰与水反应生成氢氧化钙时放出热量、又碱性增强，都能促使一水合氨的分解，促进氨气的逸出．

Answer 1

分析 （1）工业合成氨气利用的是氢气与氮气反应，此反应属于放热反应、正方向气体体积减小的反应，均不需要高温，据此解答即可；
（2）工业合成氨气，条件为加热，催化剂和高压，二氧化硫合成三氧化硫为：加热、催化剂，且为了增加二氧化硫的转化率需要加入足量的氧气，据此解答即可；
（3）放热反应：生成物的总能量高于生成物的总能量，据此画图即可；
（4）亚硫酸盐容易被空气中的氧气氧化生成硫酸盐，据此解答即可；
（5）生石灰是氧化钙，溶于水放出大量的热，据此解答即可．

解答 解：I（1）工业合成氨气利用的是氢气与氮气反应，此反应属于放热反应、正方向气体体积减小的反应，均不需要高温，故共同点有：①△H＜0，②△S＜0，③均能在低温下反应，
故答案为：＜；＜；低温下；  
（2）①SO₂氧化在常压下，而合成氨需要高压，因常压下SO₂转化率已较大，可减少能耗，故答案为：常压下SO₂转化率已较大，可减少能耗；
②SO₂氧化通常鼓入过量空气，使SO₂进一步转化又减少尾气处理的压力；而合成氨N₂、H₂转化率小，常剩余而循环使用（仅补充原料气），
故答案为：SO₂氧化通常鼓入过量空气，使SO₂进一步转化又减少尾气处理的压力；而合成氨N₂、H₂转化率小，常剩余而循环使用；
③SO₂氧化的催化剂常是V₂O₅，它参加反应而催化；合成氨的催化剂是铁触媒，它通过表面吸附而催化，
故答案为：SO₂氧化的催化剂常是V₂O₅，它参加反应而催化；合成氨的催化剂是铁触媒，它通过表面吸附而催化；
（3）放热反应特点：生成物的总能量高于生成物的总能量，故图象为：，故答案为：；





（4）亚硫酸盐容易被空气中的氧气氧化生成硫酸盐，故钙基固硫最终产物为硫酸钙，故答案为：硫酸钙；
（5）生石灰是氧化钙，溶于水放出大量的热，故生石灰与水反应生成氢氧化钙时放出热量、又碱性增强，都能促使一水合氨的分解，促进氨气的逸出，故答案为：生石灰与水反应生成氢氧化钙时放出热量、又碱性增强，都能促使一水合氨的分解，促进氨气的逸出．

点评 本题主要考查的是工业合成氨与工业制取三氧化硫的比较，涉及能量变化规律以及氧化还原反应，有一定难度．