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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:184 题号:16567237
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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【推荐1】碳及其化合物的资源化利用在生产、生活中具有重要的意义。回答下列问题:
I.化学链燃烧是一种通过载氧体实现燃料与空气无接触燃烧的绿色燃烧方式。CaSO4是一种成本低、无重金属污染的优良载氧体,基于CaSO4载氧体的CO化学链燃烧原理如图1所示。

(1)已知:①CO的燃烧热为283.0kJ·mol-1
②燃料反应器中发生反应:4CO(g)+CaSO4(s)=CaS(s)+4CO2(g) ΔH=-175.6kJ·mol-1
写出空气反应器中发生反应的热化学方程式:______
Ⅱ.向一恒容密闭容器中,按下列3种投料比[n(CO):n(H2)分别为2∶1、1∶2、1∶3]充入1molCO气体和一定量的H2气体发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应温度对CO平衡转化率的影响曲线如图2所示。

(2)该反应正反应的活化能______逆反应的活化能(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)图中表示投料比为1∶3的曲线是______
(4)T1条件下,起始时容器内气体的总压强为40kPa,则m点时该反应的平衡常数Kp=______(kPa)2(保留两位小数,以分压表示,气体分压=总压×物质的量分数);m点时,再向容器中充入CO和CH3OH,使两者分压均增大一倍,则H2的转化率______(填“增大”“不变”或“减小”)。
Ⅲ.利用多晶铜高效催化电解CO2制乙烯的原理如图3所示。因电解前后电解液浓度几乎不变,故可实现CO2的连续转化。

(5)①多晶铜电极的电极反应式为______
②经过一段时间,当铂电极产生标准状况下6.72L的O2时,理论上多晶铜电极可得到乙烯的物质的量为______mol(不考虑气体的溶解)。
2024-03-19更新 | 46次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】在催化剂作用下H2(g)可将烟气中的SO2(g)还原成S(s)。回答下列问题:
(1)已知:O2(g)+2H2(g)=2H2O(l) △H1=-571.6kJ·mol-1
△H2=-296.9kJ·mol-1
则H2(g)还原烟气中的SO2(g)的热化学方程式为____
(2)在容积为10L的容器中充入1molSO2(g)与2molH2(g)的混合气体,发生反应       △H<0。
①恒容时,反应经过4s后达到平衡,此时测得H2O(g)的物质的量为1.2mol。则0~4s内,v(H2)=____mol·L-1·s-1,平衡时,c(SO2)=____mol·L-1;若平衡后升高温度,SO2的转化率将____(填“增大”“减小”或“不变”)。
②恒温时,压强p与SO2的平衡转化率α如图所示,该温度下,该反应的平衡常数K=____L·mol-1(保留小数点后两位);平衡状态由A变到B,平衡常数K(A)____K(B)(填“<”“>”或“=”)。
2022-04-19更新 | 70次组卷
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【推荐3】工业生产硫酸中,的催化氧化是关键步骤,排放处理未达标的尾气会产生严重的空气污染。回答下列问题:
(1)是形成酸雨的污染物之一,酸雨的pH范围是___________
(2)已知:①   
   
   
写出反应生成的热化学方程式___________
(3)硫酸工业中涉及反应:   。一定条件下,在恒压密闭容器中,通入发生上述反应,的平衡转化率和压强、温度的关系如图所示。a点时该反应的压强平衡常数Kp=___________(保留三位有效数字,已知:分压=气体总压强×该气体的物质的量分数,用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数)。

恒压条件下,关于该反应的下列说法中正确的是___________
A.Q大于0
B.相同时间内生成,同时消耗,反应达到平衡
C.相同温度下压强越大,的转化率就越大,该反应的平衡常数就越大
D.反应达到平衡后,保持温度不变,再充入的平衡转化率不变
(4)已知:25℃时,,该温度下沉淀共存的悬浊液中,___________
(5)用如图装置回收,可制得硫酸,电极均为惰性电极,a、b膜分别为阳离子、阴离子交换膜,写出阴极的电极反应式___________。当阴极收集到标准状况下的时,理论上在阳极能得到___________
2021-07-10更新 | 114次组卷
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