硫酸在国民经济中占有极其重要的地位,工业上常用黄铁矿为原料接触法制硫酸。
(1)写出黄铁矿(FeS2)在沸腾炉中与氧气发生反应的化学方程式_______ 。
(2)硫酸的生产中,下列说法不正确的是_______ 。
A.把黄铁矿磨成细粉末在“沸腾”状态下燃烧,可以提高原料的利用率
B.气体在进接触室前要先净化,可防止催化剂中毒
C.接触室中反应采用400-500°C,主要是因为提高原料的平衡转化率
D.吸收塔中操作采取逆的形式,SO3从下而上,水从上而喷下
(3)分别将1mol的SO2(g)、1.45mol的O2(g)通入p1、p2和p3恒压容器中发生反应:,相同时间内测得SO2的转化率α随温度的变化如图所示。(对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp如p(B)=px(B),p为平衡总压强,x(B为平衡系统中B的物质的量分数)。
请回答:
①据图判断p1、p2、p3的大小关系_______ 。
②判断X、Y、Z中属于平衡点的是_______ (填“X”、 “Y”、 “Z”),并计算该温度下平衡的Kp=_______ 。(用含p1或p2或p3的式子表示)。
(4)为减少SO2的排放,工业上常将SO2转化为CaSO4固定,但存在CO又会同时发生以下两个反应:
①恒容、恒温(T1)条件下,反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势如图。结合已知信息分析c(SO2)浓度随时间t变化的原因_______ 。
②恒容、恒温(T2,T2>T1)条件下,请在图中画出T2条件下c(SO2)浓度随时间t变化图_______ 。
(1)写出黄铁矿(FeS2)在沸腾炉中与氧气发生反应的化学方程式
(2)硫酸的生产中,下列说法不正确的是
A.把黄铁矿磨成细粉末在“沸腾”状态下燃烧,可以提高原料的利用率
B.气体在进接触室前要先净化,可防止催化剂中毒
C.接触室中反应采用400-500°C,主要是因为提高原料的平衡转化率
D.吸收塔中操作采取逆的形式,SO3从下而上,水从上而喷下
(3)分别将1mol的SO2(g)、1.45mol的O2(g)通入p1、p2和p3恒压容器中发生反应:,相同时间内测得SO2的转化率α随温度的变化如图所示。(对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp如p(B)=px(B),p为平衡总压强,x(B为平衡系统中B的物质的量分数)。
请回答:
①据图判断p1、p2、p3的大小关系
②判断X、Y、Z中属于平衡点的是
(4)为减少SO2的排放,工业上常将SO2转化为CaSO4固定,但存在CO又会同时发生以下两个反应:
反应 | 活化能 | 平衡常数 | |
I | EaI | KI | |
II | EaII(EaII>EaI) | KII(KI>KII) |
②恒容、恒温(T2,T2>T1)条件下,请在图中画出T2条件下c(SO2)浓度随时间t变化图
20-21高三下·浙江·阶段练习 查看更多[1]
(已下线)【浙江新东方】高中化学20210621-010【2021】【高三下】
更新时间:2021-06-27 18:18:41
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【推荐1】实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:
废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70℃,搅拌,反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是_______ ;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有_______ 。
废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70℃,搅拌,反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是
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【推荐2】硫酸工业中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0(放热反应)有关实验数据如下:
(1)在生产中常用过量的空气是为了________ 。
(2)高温对该反应有何影响?________ ,实际生产中采用400~500 ℃的温度除了考虑速率因素外,还考虑到________ 。
(3)增大压强对上述反应有何影响?__________ ,但工业上又常采用常压进行反应,其原因是______________ 。
(4)常用浓H2SO4而不用水吸收SO3是由于______ ,尾气中SO2必须回收,主要是为了________ 。
(1)在生产中常用过量的空气是为了
(2)高温对该反应有何影响?
(3)增大压强对上述反应有何影响?
(4)常用浓H2SO4而不用水吸收SO3是由于
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【推荐3】氮的氧化物是造成大气污染的主要物质,研究氮氧化物间的相互转化及脱除具有重要意义。
(1)已知2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的反应历程分两步:
第一步 2NO(g)⇌N2O2(g) (快速平衡)
第二步 N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g) (慢反应)
用O2表示的速率方程为v(O2)=k1∙c2(NO)∙c(O2);NO2表示的速率方程为v(NO2)=k2∙c2(NO) ∙c(O2),k1与k2分别表示速率常数(与温度有关),则=______ 。
(2)容积均为1L的甲、乙、丙三个容器,其中甲为绝热恒容,乙为恒温恒容,丙为恒温恒压。相同温度下,分别充入0.2mol的NO2,发生反应:2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH<0,甲中NO2的相关量随时间变化如图所示。
①0~3s内,甲容器中NO2的反应速率增大的原因是______ 。
②甲达平衡时,温度若为T℃,此温度下的平衡常数K=______ 。
③平衡时,平衡常数K甲、K乙、K丙的大小关系是______ ,压强P甲、P乙的大小关系是______ ,转化率α甲、α乙、α丙的大小关系是______ 。
(3)以NH3为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。
主反应:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-1626.9kJ/mol
副反应:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH2=-1267.1kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH3=-907.3kJ/mol
将烟气按一定的流速通过脱硝装置,测得出口NO的浓度与温度的关系如图所示,试分析脱硝的适宜温度范围______ 。
(1)已知2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的反应历程分两步:
第一步 2NO(g)⇌N2O2(g) (快速平衡)
第二步 N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g) (慢反应)
用O2表示的速率方程为v(O2)=k1∙c2(NO)∙c(O2);NO2表示的速率方程为v(NO2)=k2∙c2(NO) ∙c(O2),k1与k2分别表示速率常数(与温度有关),则=
(2)容积均为1L的甲、乙、丙三个容器,其中甲为绝热恒容,乙为恒温恒容,丙为恒温恒压。相同温度下,分别充入0.2mol的NO2,发生反应:2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH<0,甲中NO2的相关量随时间变化如图所示。
①0~3s内,甲容器中NO2的反应速率增大的原因是
②甲达平衡时,温度若为T℃,此温度下的平衡常数K=
③平衡时,平衡常数K甲、K乙、K丙的大小关系是
(3)以NH3为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。
主反应:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-1626.9kJ/mol
副反应:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH2=-1267.1kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH3=-907.3kJ/mol
将烟气按一定的流速通过脱硝装置,测得出口NO的浓度与温度的关系如图所示,试分析脱硝的适宜温度范围
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【推荐1】t ℃时,将3 mol A和1 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中(容积不变),发生反应:3A(g)+B(g)xC(g)。2 min时反应达到平衡状态(温度不变),剩余了0.8 mol B,并测得C的浓度为0.4 mol·L-1,请填写下列空白:
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为________ 。
(2)x=________ ;平衡常数K=________ 。
(3)若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气(假设氦气和A、B、C都不反应)后,化学平衡________ (填写字母序号)。
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(4)若向原平衡混合物的容器中再充入a mol C,在t ℃时达到新的平衡,此时B的物质的量为n(B)=________ mol。
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为
(2)x=
(3)若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气(假设氦气和A、B、C都不反应)后,化学平衡
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(4)若向原平衡混合物的容器中再充入a mol C,在t ℃时达到新的平衡,此时B的物质的量为n(B)=
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【推荐2】在一定温度下,将和2moB两种气体相混合于容积为的某密闭容器中,发生如下反应:,末反应达到平衡状态,此时测得D的浓度为,用C表示的反应速率为请填写下列空白:
(1)x值等于___________ 。
(2)A的转化率为___________ 。
(3)如果增大反应体系的压强,则平衡体系中C的质量分数___________ (增大、减小或不变)。
(4)在此温度下,该化学反应的平衡常数K=___________ 。
(5)在此条件下,向该容器内加入、、、后,___________ (填“>”“<”或“=”)。
(6)在此条件下,末再向容器内加入、,则平衡移动的方向___________ ,再次达到平衡后A的转化率___________ (增大、减小或不变),C的物质的量分数___________ (增大、减小或不变)。
(1)x值等于
(2)A的转化率为
(3)如果增大反应体系的压强,则平衡体系中C的质量分数
(4)在此温度下,该化学反应的平衡常数K=
(5)在此条件下,向该容器内加入、、、后,
(6)在此条件下,末再向容器内加入、,则平衡移动的方向
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【推荐3】接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) + 190 kJ
(1)该反应的平衡常数表达式K =___________ ,该反应450℃时的平衡常数_________ 500℃时的平衡常数(填“>”“<”或“=”)。
(2)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO3 0.18 mol,则v(O2) =____________ mol/(L·min)
(3)请写出提高SO2转化率的两种方法__________________ 、___________________ 。
(4)根据反应方程式,请在图中,绘制反应方向箭头,并在合适位置标明物质与热量___________ 。
(5)将SO2与SO3的混合气体持续通入一定量的NaOH溶液中,产物中某离子的物质的量浓度与通入气体的体积有如图所示关系,该离子是______________ 。
(1)该反应的平衡常数表达式K =
(2)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO3 0.18 mol,则v(O2) =
(3)请写出提高SO2转化率的两种方法
(4)根据反应方程式,请在图中,绘制反应方向箭头,并在合适位置标明物质与热量
(5)将SO2与SO3的混合气体持续通入一定量的NaOH溶液中,产物中某离子的物质的量浓度与通入气体的体积有如图所示关系,该离子是
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【推荐1】合成氨工业的原料气中含有少量CO,CO会使催化剂失去催化能力(催化剂中毒),因此,在进入合成塔前必须将其除去。一般用醋酸二氨合铜溶液来吸收原料气中的CO,其反应为Cu(NH3)2Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3CO]Ac(aq)(正反应为放热反应)。
(1)醋酸二氨合铜吸收CO的生产适宜条件是___________ 。
(2)吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过处理后可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,醋酸铜氨液再生的生产适宜条件是___________ 。
(1)醋酸二氨合铜吸收CO的生产适宜条件是
(2)吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过处理后可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,醋酸铜氨液再生的生产适宜条件是
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【推荐2】在一定温度、压强下,向密闭容器中投入一定量N2和H2,发生反应:N2+3H22NH3 △H<0。
(1)反应开始阶段,v(正)______ (填“>”“<”或“=”)v(逆),随后v(正)逐渐______ (填“增大”或“减小”,下同),v(逆)逐渐______ ,反应达到平衡时,v(正)______ (填“>”“<”或“=”)v(逆)。
(2)达到平衡后,若正反应速率用v(N2)表示,逆反应速率用v’(H2)表示,则v(N2)=____ v’(H2)。
(3)下列措施中能加快反应速率并提高氢气的转化率的是______ (填字母)。
A.其他条件不变时,压缩容器体积 B.其他条件不变时,升高反应体系温度
C.使用合适的催化剂 D.保持容器体积不变,充入一定量的氮气
(4)实际生产中往往需要将温度控制在一个合适的范围,分析温度不宜过高也不宜过低的原因是______________________________________ 。
(5)写出合成氨反应N2+3H22NH3的平衡常数表达式:____________________ ,升高温度时K值______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)反应开始阶段,v(正)
(2)达到平衡后,若正反应速率用v(N2)表示,逆反应速率用v’(H2)表示,则v(N2)=
(3)下列措施中能加快反应速率并提高氢气的转化率的是
A.其他条件不变时,压缩容器体积 B.其他条件不变时,升高反应体系温度
C.使用合适的催化剂 D.保持容器体积不变,充入一定量的氮气
(4)实际生产中往往需要将温度控制在一个合适的范围,分析温度不宜过高也不宜过低的原因是
(5)写出合成氨反应N2+3H22NH3的平衡常数表达式:
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【推荐3】随着氮氧化物污染的日趋严重,国家将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度。目前,用活性炭还原法处理氮氧化物是消除氮氧化物污染的有效方法。
⑴已知产物 A、B 都是参与大气循环的气体,请结合下表数据写出NO与活性炭反应的化学方程式:_______________
⑵某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
①T1℃时,求该反应平衡常数(列出K的表达式,要求计算过程)____________ 。
②30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是______________ 。
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、A、B的浓度之比为5:3:3,则该反应的△H________ 0(填“>”、“=”或“<”)。
④压缩容器体积,增大压强对该反应的反应速率和平衡移动的影响是________ 。
⑴已知产物 A、B 都是参与大气循环的气体,请结合下表数据写出NO与活性炭反应的化学方程式:
⑵某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度/mol•L-1 / 时间/min | NO | A | B |
0 | 0.10 | 0 | 0 |
10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
20 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
30 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
40 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
50 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
①T1℃时,求该反应平衡常数(列出K的表达式,要求计算过程)
②30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、A、B的浓度之比为5:3:3,则该反应的△H
④压缩容器体积,增大压强对该反应的反应速率和平衡移动的影响是
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【推荐1】严重的雾霾天气,给人们的出行及身体造成了极大的危害,研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的形成及处理具有重要意义。
(1)500℃时,在催化剂存在条件下,分别将2molSO2和1molO2置于恒压容器甲和恒容容器乙中(两容器起始容积相同),充分反应,二者均达到平衡后:
①两容器中SO2的转化率关系是甲_____ 乙(填“>”、“<”或“=”)。
②在容器乙中,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率提高的是____ (填字母)。
a.温度和容器体积不变,充入1.0molHe b.温度和容器体积不变,充入1.0molO2
c.在其他条件不变时,充入1molSO3 d.在其他条件不变时,改用高效催化剂
(2)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
①在钠碱循环法中,Na2SO3溶液可作为吸收液,可由NaOH 溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是_______________ 。
②吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
由上表判断,NaHSO3溶液显_____ 性(填“酸”、“碱”或“中”),用化学平衡原理解释:________ 。
(3)用CH4催化剂还原NO2可以消除氮氧化的污染,例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
若用标准状况下4.48CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为_____ (阿伏伽德罗常数的值用NA表示),放出的热量为_______ kJ。
(4)工业上合成氨所需氢气的制备过程中,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+ H2(g) △H<0。一定条件下,将CO(g)与H2O(g)以体积比为1:2置于密闭容器中发生上述反应,达到平衡时测得CO(g)与H2O(g)体积比为1:6.则平衡常数K=______ (计算结果保留两位小数)。
(1)500℃时,在催化剂存在条件下,分别将2molSO2和1molO2置于恒压容器甲和恒容容器乙中(两容器起始容积相同),充分反应,二者均达到平衡后:
①两容器中SO2的转化率关系是甲
②在容器乙中,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率提高的是
a.温度和容器体积不变,充入1.0molHe b.温度和容器体积不变,充入1.0molO2
c.在其他条件不变时,充入1molSO3 d.在其他条件不变时,改用高效催化剂
(2)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
①在钠碱循环法中,Na2SO3溶液可作为吸收液,可由NaOH 溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是
②吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91: 9 | 1:1 | 9: 91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
(3)用CH4催化剂还原NO2可以消除氮氧化的污染,例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
若用标准状况下4.48CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为
(4)工业上合成氨所需氢气的制备过程中,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+ H2(g) △H<0。一定条件下,将CO(g)与H2O(g)以体积比为1:2置于密闭容器中发生上述反应,达到平衡时测得CO(g)与H2O(g)体积比为1:6.则平衡常数K=
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【推荐2】甲醇是一种重要的化工原料,又是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景。
(1)在一容积为2L的密闭容器内,充入0.2molCO与0.4molH2发生反应,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度,压强的关系如图所示。
①A、B两点对应的压强大小关系是PA___ PB(填“>、<、=”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA,KB,KC的大小关系是___ 。
③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是___ (填代号)。
a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍 b.CH3OH的体积分数不再改变
c.混合气体的密度不再改变 d.CO和CH3OH的物质的量之和保持不变
(2)在P1压强、T1℃时,该反应的平衡常数K=___ 。
(3)T1℃、1L的密闭容器内发生上述反应,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、H2:0.2mol、CH3OH:0.2mol,此时v(正)___ v(逆)(填“>、<或=”)。
(1)在一容积为2L的密闭容器内,充入0.2molCO与0.4molH2发生反应,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度,压强的关系如图所示。
①A、B两点对应的压强大小关系是PA
②A、B、C三点的平衡常数KA,KB,KC的大小关系是
③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是
a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍 b.CH3OH的体积分数不再改变
c.混合气体的密度不再改变 d.CO和CH3OH的物质的量之和保持不变
(2)在P1压强、T1℃时,该反应的平衡常数K=
(3)T1℃、1L的密闭容器内发生上述反应,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、H2:0.2mol、CH3OH:0.2mol,此时v(正)
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【推荐3】氯气及许多含氯化合物是生产、生活中应用非常广泛的物质。磺酰氯(SO2Cl2)是实验室中常见试剂。已知:SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g)
(1)在2 L恒容密闭耐腐蚀性的容器中充入0.1 mol SO2Cl2(g)发生反应,在101 kPa、375K条件下进行该反应,SO2Cl2的转化率与时间关系如图所示。
①平衡时,容器内压强p=_________________ 。
②相对曲线Ⅱ对应实验,仅改变一个条件得到曲线I,曲线I改变的条件可能是_____________________ 。
(2)一定量氯气用饱和纯碱溶液吸收恰好只生成三种盐(不产生气体),该溶液中阴离子浓度大小顺序为______________________________________________________ 。
(3)已知:常温下,次氯酸(HClO)的电离常数Ka=2.5×10-8,则在该温度下,NaClO水解反应的水解常数Kh为______________________________ 。
(1)在2 L恒容密闭耐腐蚀性的容器中充入0.1 mol SO2Cl2(g)发生反应,在101 kPa、375K条件下进行该反应,SO2Cl2的转化率与时间关系如图所示。
①平衡时,容器内压强p=
②相对曲线Ⅱ对应实验,仅改变一个条件得到曲线I,曲线I改变的条件可能是
(2)一定量氯气用饱和纯碱溶液吸收恰好只生成三种盐(不产生气体),该溶液中阴离子浓度大小顺序为
(3)已知:常温下,次氯酸(HClO)的电离常数Ka=2.5×10-8,则在该温度下,NaClO水解反应的水解常数Kh为
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