(2009•江门一模)(1)下表为某温度和压强下,密闭容器中SO2氧化为SO3反应在不同时间各物质的浓度(mol/L)

(2009•江门一模)(1)下表为某温度和压强下,密闭容器中SO2氧化为SO3反应在不同时间各物质的浓度(mol/L)
时间(min) 0 10 20 30 40 50 60 70
SO2 10 7 5 3.5 2 1 1 1
O2 5 3.5 2.5 1.75 1 0.5 0.5 0.5
SO3 0 3 5 6.5 8 9 9 9
试画出V(SO3)-t图.

(2)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
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如何利用表中数据推断SO2的氧化反应的热效应?______.
②在400一500℃时,SO2的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是:______.
③工业制硫酸所产生的尾气含有SO2、微量的SO3和酸雾.为了保护环境将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式:______.
④能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是______.(填字母)
A.NaOH溶液、酚酞试液 
B.KMnO4溶液、稀H2SO4
C.碘水、淀粉溶液    
D.氨水、酚酞试液
⑤某温度下,SO2氧化为SO3在10L的密闭容器中进行,开始向容器加入4.0mol SO2和10.0molO2,当反应达到平衡时,混合气体为13.0mol,则SO2的转化率为______,该温度反应的平衡常数______.
qifeng1446 1年前 已收到1个回答 举报

wuangzhong 春芽

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解题思路:(1)画V(S03)-t图.依据题干中所给的数据在坐标系中描点画出变化曲线,注意起点、拐点、终点的判断;
(2)①依据压强及温度对S02转化率的影响数据,分析温度改变对二氧化硫转化率的影响分析,进而判断反应吸热放热;
②从所给数据分析,常压下二氧化硫的转化率与加压时二氧化硫的转化率对比,改变不大;
③尾气含有S02、微量的S03和酸雾,其中二氧化硫会发生反应生成亚硫酸、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵,这些物质易被氧化;
④测定硫酸尾气中S02含量,尾气中含有三氧化硫,需要加入与二氧化硫反应的试剂,不与三氧化硫反应,且现象明显;
⑤利用化学平衡的三段式进行计算,计算出消耗量计算转化率,计算出平衡浓度计算平衡常数;

(1)根据表中数据分析,起点三氧化硫生成的量为0,反应到50min后,三氧化硫浓度不再变化,说明已达到平衡,依据各点数据在坐标系中描点连线,画出变化曲线如图:

故答案为:
(2)①依据数据分析,压强一定时,温度升高,二氧化硫的转化率减小,说明升温平衡向逆反应方向移动,所以二氧化硫的氧化反应为放热反应,
故答案为:压强一定时,温度升高,二氧化硫的转化率减小,说明升温平衡向逆反应方向移动,所以二氧化硫的氧化反应为放热反应;
②压强及温度对S02转化率的影响依据表中数据,400℃~500℃时,1标准大气压时二氧化硫转化率为97.8%、99.7%;10大气压时二氧化硫转化率为99.3%、99.7%;对比数据可知,增大到10个大气压,二氧化硫转化率变化不大,但增大压强会对设备要求更高,成本高,所以工业上直接采用常压;
故答案为:从化学平衡移动条件分析应该采用低温高压.而根据表格中提供的数据发现,压强的增加引起SO2转化率的变化并不明显,反而增加成本,所以工业上直接采用常压;
③尾气含有S02、微量的S03和酸雾,其中二氧化硫会发生反应生成亚硫酸、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵,这些物质易被氧化;故答案为:2H2SO3+O2=2H2SO4; 2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4;2(NH42SO3+O2=2(NH42SO4中的任意两个;
④测定硫酸尾气中S02含量,尾气中含有三氧化硫,需要加入与二氧化硫反应的试剂,不与三氧化硫反应,且现象明显;Na0H溶液、酚酞试液和氨水、酚酞试液;和二氧化硫、三氧化硫反应,所以不能准确测定二氧化硫的含量;KMnO4溶液、稀H2SO4和二氧化硫反应,全部反应的现象是到溶液紫红色恰好褪去;和碘水、淀粉溶液反应,二氧化硫全部反应的现象是蓝色恰好变为无色;上述高锰酸钾、碘单质和二氧化硫反应,与三氧化硫不反应,所以利用反应,计算被试剂吸收的二氧化硫,得到二氧化硫的含量;故答案为:BC.
⑤根据二氧化硫氧化为三氧化硫的反应列式计算,设变化的二氧化硫物质的量为X
2SO2 +O2

催化剂
.
△ 2SO3
起始量(mol)4.0 10.0 0
变化量(mol) X 0.5X X
平衡量(mol) 4.0-X 10.0-0.5X X
( 4.0-X )+(10.0-0.5X )+X=13.0
解得X=2mol
二氧化硫的转化率=[2mol/4mol×100%=50%,k=
[SO3]2
[O2][SO2]2]=
(
2
10)2
9×(
2
10)2=1.1L•mol-1
故答案为:50%;1.1L•mol-1

点评:
本题考点: 工业制取硫酸;化学平衡的计算.

考点点评: 本题考查了化学平衡影响条件的应用,图象分析绘制,平衡转化率的分析与计算,平衡常数的计算,化学方程式的书写与分析,混合物中物质含量的测定,属于综合性较强的题目,需要仔细审题分析.

1年前

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