Question

硫酸是工业生产中一种重要的化工产品，我国工业生产硫酸的主要方法是接触法，主要原料为黄铁矿，请回答下列问题：
（1）已知煅烧黄铁矿的化学方程式为    4FeS₂+11O₂ 

高温  .

 2Fe₂O₃+8SO₂；该反应中氧化剂和氧化产物的物质的量之比为

11：10

；标准状态下得到4.48升SO₂时，一共转移了

1.1

mole^-．
（2）已知温度、压强对SO₂平衡转化率的影响如下表所示：

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

根据上表回答，SO₂转化到SO₃的最佳反应条件是

A

．
A.400-500℃0.1MPa                        B.400℃10MPa
C.500℃10MPa                         D.400-500℃1MPa
（3）在一定条件下，1mol SO₂完全转化成SO₃气体时放出热量为Q₁ KJ，写出该反应的热化学方程式：

2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）△H=-2Q₁ KJ/mol或SO₂（g）+

1

2

O₂（g）SO₃（g）△H=-Q₁ KJ/mol

．若在该条件下将2mol SO₂ 放入一定容积的密闭容器中，一段时间后测得反应放出热量为Q₂ KJ，则此时SO₂的转化率为

50Q2

Q1

%

 （用含Q₁、Q₂代数式表示）．
（4）市售浓硫酸的密度是1.84g/cm³、质量分数为98%，若用H₂SO₄?XH₂O来表示这种浓硫酸，则X为

1

9

．

Answer 1

分析：（1）根据化合价判断氧化剂和还原剂；根据电子得失，得出SO₂与电子数的关系，
（2）根据压强、温度对化学平衡的影响，
（3）根据热化学方程式的写法；根据热化学方程式中热量之比等于物质的量之比，再根据转化率的公式求出转化率，
（4）设出溶液的质量，分别求出溶质、溶剂的物质的量，利用两者的物质的量之比等于1：X，最终从而求出X．

解答：解：（1）反应4FeS₂+11O₂ 

高温  .

 2Fe₂O₃+8SO₂，前后各元素化合价的变化情况如下：
       Fe：+2→+3，化合价升高；S：-1→+4，化合价升高；
       O：0→-2，化合价降低；
      因此，在反应中FeS₂还原剂，O₂是氧化剂，Fe₂O₃既是氧化产物也是还原产物，SO₂既是氧化产物也是还原产物，n（氧化剂）：n（还原产物）=11：10；
      在上述反应中共转移44个电子，所以n（SO₂）：n（e^-）=8：44，而4.48升SO₂的物质的量为：

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol所以电子的物质的量为：1.1mol，
      故答案为：11：10   1.1
    （2）因温度越高，转化率越低，所以温度不能太高，当然，温度太低，转化率虽然高，但速率慢；压强越大，转化率越高，但压强越大，对设备和动力要求太高，综合考虑应选择：400-500℃0.1MPa，
      故选：A                 
    （3）因1mol SO₂完全转化成SO₃气体时放出热量为Q₁ KJ，
所以热化学方程式：2 SO₂（g）+O₂（g）2 SO₃（g）△H=-2Q₁ KJ/mol，
所以放出Q₂ KJ 热量需要的SO₂ 的物质的量为：

Q2

Q1

mol，此时SO₂的转化率为：

Q2 Q1

2

×100%=

50Q2

Q1

%，
      故答案为：2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）△H=-2Q₁ KJ/mol
或SO₂（g）+

1

2

O₂（g）SO₃（g）△H=-Q₁ KJ/mol      

50Q2

Q1

%   
    （4）设浓硫酸的质量为100g，则溶质H₂SO₄的质量为98g，物质的量为1mol，溶剂H₂O的质量为100g-98g=2g，物质的量为：

1

9

mol，所以 n（H₂SO₄）：n（H₂O）=9：1，即

1

X

=9：1，得X=

1

9

，
     故答案为：

1

9

．

点评：本题考查的知识点较多，试题的综合性较强，培养了学生运用知识的能力．