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解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷184
以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料生产硫酸时,应资源化综合利用产出的炉渣(主要含Fe2O3)和尾气,减轻对环境的污染。回答下列问题:
(1)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。
反应Ⅰ:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-196kJ/mol;
反应Ⅱ:H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44kJ/mol;
反应Ⅲ:2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) ΔH3=-545kJ/mol
则SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)的热化学方程式是_______
(2)二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。
①在密闭容器中反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡时,由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况如图所示,a→b过程中改变的条件可能是_______;b→c过程中改变的条件可能是_______
       
②当SO2、O2、N2(不参与反应)起始的物质的量分数分别为10%、15%和75%时,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa下,SO2的平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在0.5MPa、550℃时的α=_______,判断的依据是_______

③将起始的物质的量分数分别为10%、15%和75%的SO2、O2、N2(不参与反应)通入反应器中,在恒温T、恒压p条件下进行反应。平衡时,若SO2的转化率为α1,则SO3的分压为_______,用p(SO2)、p(SO3)、p(O2)表示各气体的分压,用分压代替浓度,则平衡常数Kp的表达式为_______
(3)高炉炼铁的尾气中通常含有较多的SO2气体。为减少污染,分离并回收气体,工业上用碱性工业废渣吸收SO2气体,脱硫效率与温度和尾气中SO2的质量浓度的关系如图所示。依据图中数据分析,脱硫最合适的温度是_______℃;在上述温度下,选择合适的质量浓度,经测定40min内共处理10m3废气,则40min内平均脱硫速率为_______mg/min。
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知识点:盖斯定律与热化学方程式化学平衡的移动及其影响因素化学平衡图像分析化学平衡常数的有关计算 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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SO2、NOx是空气的主要污染物,有效去除大气中的SO2、NOx可以保护大气环境。回答下列问题:
(1)二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH= -196 kJ·mol-1
①钒催化剂参与反应的能量变化如图1所示,请写出VOSO4(s)和V2O4(s)反应生成V2O5(s)与SO2(g)的热化学方程式:_______

②若当SO2、O2、N2(不参与反应)起始的物质的量分数分别为10%、15%和75%时,在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图2所示。反应在0.5 MPa、550℃时的α=_______, 判断的依据是_______

③若将物质的量之比为2: 1的SO2(g)和O2(g)通入反应器,在恒温t、恒压p条件下进行反应。平衡时,若SO2转化率为α,则SO3的分压为_______,平衡常数Kp=_______(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(2)一定温度下,在容积恒为1 L的密闭容器中,加入0. 30 mol NO与过量的金属Al,发生的反应存在如下平衡:Al(s)+2NO(g) N2(g)+ Al2O3(s) ΔH <0,已知在此条件下NO与N2的消耗速率与各自的浓度有如下关系:v(NO)=k1·c2(NO) ,v(N2)=k2 ·c(N2),其中k1、k2表示速率常数。
①下列叙述中不能表明该反应已经达到平衡状态的是_______ (填字母)。
A.该反应体系压强保持不变时
B. v(NO)= v(N2)≠0
C. Al的质量不发生变化
D.混合气体的相对分子质量不发生改变
②在Ti温度下,k1=0.004 L·mol-1·min-1,k2=0.002 min-1,则该温度下反应的平衡常数的值为_______
③在T2温度下,NO的物质的量随时间的变化曲线如图3,则T1_______T2(填“>”“=”或“<”)。

(3)燃煤烟气(主要污染物为SO2、NO2)还可以经O3预处理后用CaSO3水悬浊液吸收。当用CaSO3水悬浊液吸收时,清液(pH约为8)中将NO2转化为 ,其离子方程式为_______。若在吸收液中加入Na2SO4溶液,能提高能提高NO2的吸收速率,其主要原因是_______

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