5.工業(yè)制硫酸生產(chǎn)流程如圖1:

催化室的反應(yīng)為:2SO2+O2?2SO3△H<0
(1)在沸騰爐中,需要將黃鐵礦粉碎的目的是增大固體的接觸面積,提高反應(yīng)速率.
(2)在催化反應(yīng)室,下列措施中有利于提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的有cd.(填寫編號)
a.減少壓強(qiáng)       b.升高溫度       c.不斷補(bǔ)充空氣      d.及時分離出SO3
(3)在450℃、常壓和釩催化條件下,在容積為VL的恒容容器中加入2n molSO2和n molO2判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是bc.(填寫編號)
a.SO2和SO3濃度相等       b.SO2百分含量保持不變
c.容器中氣體的壓強(qiáng)不變    d.SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等
(4)圖2、3表示該SO2和O2的反應(yīng)在時刻t1達(dá)到平衡、在時刻t2因改變某個條件而發(fā)生變化的情況:
①圖2中時刻t2發(fā)生改變的條件是催化劑.
②圖3中時刻t2發(fā)生改變的條件是降低溫度.

分析 (1)黃鐵礦粉碎會增大反應(yīng)物的接觸面積加快反應(yīng)速度;
(2)提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)化學(xué)平衡向右移動,根據(jù)化學(xué)平衡移動影響因素判斷;
(3)根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)特征判斷分析,達(dá)到平衡時,一是等,二是定:
等是指v正=v逆,同一種物質(zhì):該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率;不同的物質(zhì):速率之比等于方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)之比,但必須是不同方向的速率;
定是指各成分含量保持不變:
①各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、體積(氣體)、物質(zhì)的量濃度均保持不變;
②各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體的體積分?jǐn)?shù)均保持不變;      
③若反應(yīng)前后的物質(zhì)都是氣體,且總體積不等,則氣體的總物質(zhì)的量、總壓強(qiáng)(恒溫、恒容)、平均摩爾質(zhì)量、混合氣體的密度(恒溫、恒壓)均保持不變;
④反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變;
(4)根據(jù)外界條件對化學(xué)平衡的影響判斷,圖2中t2正逆反應(yīng)速率同時同等程度增大,對于2SO2+O2?2SO3,使用催化劑才能實(shí)現(xiàn)正逆反應(yīng)速率同時同等程度增大;圖3中時刻t2 SO3濃度增大,SO2濃度減小,即化學(xué)平衡向右移動,從溫度、壓強(qiáng)對平衡的影響進(jìn)行分析.

解答 解:(1)反應(yīng)物接觸面積越大,反應(yīng)越劇烈,黃鐵礦粉碎會增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速度,故答案為:增大固體的接觸面積,提高反應(yīng)速率;
(2)提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)化學(xué)平衡向右移動,
a.正反應(yīng)方向氣體體積減小,減小壓強(qiáng),化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動,故a錯誤;
b.正反應(yīng)方向放熱,升高溫度,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動,故b錯誤;
c.增大氧氣濃度,化學(xué)平衡向右移動,故c正確;
d.減小生成物濃度,化學(xué)平衡向右移動,故d正確;
故答案為:cd;
(3)a、SO2和SO3濃度相等,并不能說明各物質(zhì)濃度不變,不能判斷是否平衡,故a錯誤;
b、SO2百分含量保持不變,即各物質(zhì)濃度不再發(fā)生變化,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故b正確;
c、反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不同,容器中氣體的壓強(qiáng)不變,則達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),故c正確;
d、SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等,均為正反應(yīng)方向,不能判斷正逆反應(yīng)速率是否相等,不能判斷是否平衡,故d錯誤;
故答案為:bc;
(4)圖2中,t2正逆反應(yīng)速率同時同等程度增大,由于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不同,增大壓強(qiáng)化學(xué)平衡發(fā)生移動,即正逆反應(yīng)速率變化程度不同,所以外界條件只能為加入催化劑;圖3中時刻t2 SO3濃度增大,SO2濃度減小,即化學(xué)平衡向右移動,又由于在t2時,二者濃度不變,即壓強(qiáng)不變,或者說,不是因為壓強(qiáng)變化而導(dǎo)致平衡的移動,只能為溫度的影響,所以條件為降低溫度,故答案為:加入催化劑;降低溫度.

點(diǎn)評 本題是一道綜合性的考題,涉及化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的移動以及v-t圖的知識,難度較大,綜合性強(qiáng).

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.硫化氫具有還原性,可以和許多氧化劑反應(yīng).用氧化還原反應(yīng)原理配平下列反應(yīng),并填空:
□KMnO4+□H2S+□H2SO4═□K2SO4+□MnSO4+□S↓+□H2O
(1)請配平上述化學(xué)方程式,將有關(guān)的化學(xué)計量數(shù)依次填在下列橫線上
2、5、3、1、2、5、8
(2)上述反應(yīng)中還原劑為H2S,還原產(chǎn)物為MnSO4(填化學(xué)式).
(3)若參與反應(yīng)的H2S為3.4g則反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.2NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.(1)鐵是用途最廣的金屬材料之一,但生鐵易生銹.請討論電化學(xué)實(shí)驗中有關(guān)鐵的性質(zhì).

①某原電池裝置如圖所示,圖1右側(cè)燒杯中的電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2,左側(cè)燒杯中的c(Cl-)增大(填“增大”、“減小”或“不變”).
②已知下圖甲、乙兩池的總反應(yīng)式均為Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑,且在同側(cè)電極(指均在“左電極”或“右電極”)產(chǎn)生H2.請在兩池上標(biāo)出電極材料(填“Fe”或“C”).
(2)用高鐵(Ⅵ)酸鹽設(shè)計的高鐵(Ⅵ)電池是一種新型可充電電池,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,放電時的總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O═3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH.
①寫出正極反應(yīng)式:FeO42-+3e-+4H2O═Fe(OH)3+5OH-
②用高鐵(Ⅵ)電池作電源,以Fe作陽極,以Cu作陰極,對足量KOH溶液進(jìn)行電解,當(dāng)電池中有0.2molK2FeO4反應(yīng)時,則在電解池中生成H26.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.乙烷的二氯代物和四氯代物的種類相同,都為( 。
A.3種B.2種C.4種D.無法判斷

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3.已知A、B、C、D、E、X的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:
已知A為一種黃綠色氣體,C分子中有22個電子.
(1)A所含元素在周期表中的位置為第七周期ⅤⅡA族,其最高價氧化物對應(yīng)水化物的分子式為HClO4,用結(jié)構(gòu)式表示C分子:O=C=O;其空間構(gòu)型為直線型.
(2)試描述將氣體A通入石蕊試液中的現(xiàn)象先變紅后褪色.
(3)X溶液顯堿性(填“酸性”“堿性”或“中性”),用離子方程式表示其原因為CO32-+H2O?HCO3-+OH-、HCO3-+H2O?H2CO3+OH-

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10.以黃鐵礦(主要成分是FeS2)為原料生產(chǎn)硫酸的工藝流程圖如下:

(1)若從下列四個城市中選擇一處新建一座硫酸廠,你認(rèn)為廠址宜選在C的郊區(qū)(填標(biāo)號)
A.有豐富黃鐵礦資源的城市   B.風(fēng)光秀麗的旅游城市
C.消耗硫酸甚多的工業(yè)城市   D.人口稠密的文化、商業(yè)中心城市
(2)沸騰爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe2O3+8SO2,接觸室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2SO2+O2$?_{△}^{催化劑}$ 2SO3
(3)在硫酸工業(yè)制法中,下列生產(chǎn)操作與說明生產(chǎn)操作的主要原因二者都正確的是D.
A.硫鐵礦燃燒前要粉碎,因為大塊的黃鐵礦不能在空氣中反應(yīng)
B.從沸騰爐出來的氣體要凈化,因為爐氣中的SO2會與雜質(zhì)反應(yīng)
C.SO2氧化成SO3要用催化劑,這樣可提高SO2的轉(zhuǎn)化率
D.SO3用98.3%的濃硫酸來吸收,目的是為了防止形成酸霧,以提髙SO3吸收效率
(4)表是壓強(qiáng)對SO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響
壓強(qiáng)Mpa
轉(zhuǎn)化率%
溫度/℃
0.10.5110
40099.299.699.799.9
對于SO2轉(zhuǎn)化SO3的反應(yīng),增大壓強(qiáng)可使轉(zhuǎn)化率升高,但在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中常采用常壓條件,理由是常壓下轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,增加壓強(qiáng)可提高轉(zhuǎn)化率,但增加了設(shè)備、動力成本等,效益反而下降.
(5)某工廠用500t含硫量為48%的黃鐵礦制備硫酸,若在沸騰爐中有2%的FeS2損失,在接觸室中SO3的產(chǎn)率為96%,則可得到98%的濃硫酸的質(zhì)量是376.32tt.

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17.下列有關(guān)飽和Na2CO3溶液的敘述正確的是( 。
A.該溶液中H+、NH4+、NO3-、Al3+可以大量共存
B.該溶液中通入足量CO2氣體無明顯現(xiàn)象
C.用該溶液浸泡鍋爐中的水垢,可使硫酸鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣
D.與苯酚溶液反應(yīng)的離子方程式為:2C6H5OH+CO32-→2C6H5O-+H2O+CO2

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14.下列制備物質(zhì)的工業(yè)生產(chǎn)流程合理是( 。
A.由鋁土礦冶鋁:鋁土礦$→_{Na_{3}AlF_{6}}^{電解}$Al
B.制硫酸:硫鐵礦$→_{空氣}^{高溫}$SO2$\stackrel{H_{2}O}{→}$H2SO3$\stackrel{O_{2}}{→}$H2SO4
C.由NaCl制漂白粉:NaCl(aq)$\stackrel{電解}{→}$Cl2$\stackrel{石灰乳}{→}$漂白粉
D.合成氨:NH4Cl和Ca(OH)2固體$\stackrel{△}{→}$NH3$\stackrel{堿石灰}{→}$純凈干燥的氨氣

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15.A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的短周期元素,A元素氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性,B為最活潑的非金屬元素,C元素的原子的電子層數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍,D元素最高化合價為+6價.
(1)A元素氣態(tài)氫化物的電子式為B位于周期表中第二周期ⅦA族.
(2)DBn做制冷劑替代氟利昂,對臭氧層完全沒有破壞作用,是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ闹评鋭撐镔|(zhì)的摩爾質(zhì)量為146g•mol-1,該物質(zhì)的化學(xué)式為SF6.已知DBn 在溫度高于45度時為氣態(tài).DBn屬于分子晶體.該物質(zhì)被稱為人造惰性氣體,目前廣泛應(yīng)用于電器工業(yè),在空氣中不能燃燒,請從氧化還原角度分析不能燃燒的理由SF6中硫元素是最高價不能再被氧化,氟單質(zhì)的氧化性比氧氣強(qiáng),負(fù)價的氟不能與氧氣反應(yīng)
(3)C與氫元素組成1:1的化合物,與水發(fā)生劇烈反應(yīng)生成一種氣體,寫出該反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)方程式NaH+H2O═NaOH+H2↑,生成1mol氣體轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目為1mol
(4)A和C兩元素可形成化合物甲.取13.0g化合物甲,加熱使其完全分解,生成A和單質(zhì)C,生成的單質(zhì)A折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為6.72L.化合物甲分解方程式為2NaN3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na+3N2
(5)D 元素的+4價含氧酸鈉鹽,該鈉鹽在空氣中容易變質(zhì),設(shè)計實(shí)驗方案證明該鹽已經(jīng)變質(zhì)取樣于試管中,加入足量稀鹽酸,再滴加氯化鋇,若有白色沉淀,證明已經(jīng)變質(zhì).

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同步練習(xí)冊答案