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    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%)：

    (1)已知SO2的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？

    _____________________________________________________________________

    (2)在400~500 ℃时，SO2的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是：___________；

    (3)选择适宜的催化剂，是否可以提高SO2的转化率？___________(填“是”或“否”)，是否可以增大该反应所放出的热量？___________(填“是”或“否”)；

    (4)为提高SO3吸收率，实际生产中用___________吸收SO3；

    (5)已知：2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g)  ΔH=－196.6 kJ·mol－1，计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO3质量和由SO2生产这些SO3所放出的热量。

    （1）压强一定时,温度升高时,SO2转化率下降,说明升温有利逆反应的进行,所以正反应为放热反应；

    （2）增大压强对提高SO2转化率无显著影响，反而会增加成本；

    （3）否  否

    （4）浓硫酸

    （5）8.0×103t ；9.83×109KJ


    解析:

    （1）从题中表格数据可以看出同一压强下不断升高温度，SO2的转化率不断降低，说明可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)正向为放热反应。

    （2）从表中数据可以看出400~500℃，10Mpa时，SO2的转化率为99.3%~99.9%，可是常压下SO2的转化率已经很高，压强增大100倍，转化率提高的并不明显，反而需要增大设备强度，增加投资，降低企业经济效益。

    （3）催化剂可以缩短达到平衡的时间，但不可以使平衡发生移动，故不能提高SO2的转化率，也不能增大反应放出的热量。

    （4）因为SO3 + H2O＝ H2SO4该反应放出大量的热，产生的酸雾阻止SO2的吸收，实际生产中用98.3%的浓H2SO4吸收SO3。

    （5）解：1万吨98%的硫酸含H2SO4的质量：9.8×109g

                    设需要SO3的质量为x，该反应产生的热量为y。

    H2SO4  →SO2  →△H

                         98g     80g  —196.6×0.5KJ

    9.8×109g  x    y

    X=（9.8×109g×80g）÷98g=8.0×109g=8.0×103t

    Y=8.0×103t×98.3KJ÷80g=9.83×109KJ

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2011?镇江一模）工业上生产硫酸时，利用催化氧化将SO2转化为SO3是一个关键步骤．
    （1）某温度下，SO3（g）?SO2（g）+
    12
    O2（g）；△H=+98kJ?mol-1．开始时在100L的密闭容器中加入4.0mol SO2（g）和10.0molO2（g），当反应达到平衡时共放出热量196kJ，该温度下平衡常数K=
    0.3
    0.3
    ．
    （2）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）达到平衡后改变下述条件，SO2、O2、SO3气体平衡浓度都比原来增大的是
    A、C、F
    A、C、F
    ．
    A．保持温度和容器体积不变，充入2mol SO3
    B．保持温度和容器体积不变，充入2mol N2
    C．保持温度和容器体积不变，充入0.5mol SO2和0.25mol O2
    D．保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO3
    E．升高温度
    F．移动活塞压缩气体
    （3）某人设想以如图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO2的电极的电极反应式
    SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
    SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
    ．

    （4）若通入H2O的速率为13.4mL?min-1，为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则左侧SO2的流入速率（标准状况）应为
    2.59
    2.59
    L?min-1．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2011?宝鸡三模）[化学一选修2化学与技术]分析下面两个案例并回答有关问题．
    （1）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%，N282%）：
    压强/MPa
    SO2转化率
    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利用表中数据，如何推断出SO2的催化氧化反应是一个放热反应？
    压强一定时，温度升高时，SO2的转化率降低，说明升高温度有利于平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应
    压强一定时，温度升高时，SO2的转化率降低，说明升高温度有利于平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应

    ②选择适应的催化剂，是否可以提高SO2的转化率？
    否
    否
    （填“是”或“否”）是否可以增大该反应所放出的热量？
    否
    否
    （填“是”或“否”）．
    ③已知：2SO2（g）+O2（g）
    催化剂
    .
    △
    2SO3（g），△H=-196.6k J/mol，计算每生产1万吨98%硫酸所需要SO3质量为
    8×103
    8×103
    t，由SO2生产这些SO3时放出的热量为
    9.85×109
    9.85×109
    kJ．
    （2）某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿（主要成分为Fe2O3，还含有SiO2等杂质）、煤矿、石灰石和黏土，拟在该地区建设大型炼铁厂．

    ①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成规模的工业体系．据此确定上图中相应工厂的名称B
    焦化厂
    焦化厂
    、D
    水泥厂
    水泥厂
    ．
    ②以赤铁矿为原料，写出高炉炼铁中得到生铁以及产生炉渣的化学方程式
    Fe2O3+3CO
     高温 
    .
     
    2Fe+3CO2 、CaCO3+SiO2
     高温 
    .
     
    CaSiO3+CO2
    Fe2O3+3CO
     高温 
    .
     
    2Fe+3CO2 、CaCO3+SiO2
     高温 
    .
     
    CaSiO3+CO2
    ．
    ③从“三废”利用、环境保护等角度考虑，该地区和企业在生产中应采取的一些措施有（举出1种措施即可）
    用炼铁厂的炉渣（或CaSiO3）作为水泥厂的原料；或用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为水泥厂的原料；或将石灰石煅烧成生石灰，用于吸收发电厂和焦化厂燃煤时产生的SO2，减少对空气的污染；或建立污水处理系统
    用炼铁厂的炉渣（或CaSiO3）作为水泥厂的原料；或用发电厂的煤矸石和粉煤灰作为水泥厂的原料；或将石灰石煅烧成生石灰，用于吸收发电厂和焦化厂燃煤时产生的SO2，减少对空气的污染；或建立污水处理系统
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2011?丹东模拟）[化学-选修2化学与技术]硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位．请回答硫酸工业中的如下问题：
    （1）早期生产硫酸以黄铁矿为原料，目前很多国家都已经限制以黄铁矿为原料而以硫磺为原料，以硫磺为原料的优点是
    生产流程短，设备简单，三废治理量小，劳动生产率高，易于设备大型化等
    生产流程短，设备简单，三废治理量小，劳动生产率高，易于设备大型化等
    ．
    （2）工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO2转化为SO3由一个关键步骤．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：SO27%；O211%；N282）利用表中数据分析，在实际生产中选择的适宜生产条件是：
    温度
    400℃～500℃
    400℃～500℃
    ℃，压强
    0.1
    0.1
    MPa．
    压强/Mpa
    转化率/%
    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
    （3）选择适宜的催化剂，是否可以提高SO2的转化率？
    否
    否
    （填“是”或“否”），是否可以增大该反应所放出的热量？
    否
    否
    （填“是”或“否”）．
    （4）为提高SO3吸收率，实际生产中通常用
    98%的浓硫酸
    98%的浓硫酸
    吸收SO3．
    （5）在催化反应室中设有热交换装置，以下叙述与热交换装置的作用有关的是
    B
    B
    （填写序号）
    A．保护环境，防止空气污染    
    B．充分利用热量，降低生产成本
    C．升高温度，提高SO2的转化率  
    D．防止催化剂中毒
    （6）在硫酸工业尾气中，SO2是主要大气污染物，必须进行净化处理，处理方法可用
    石灰水
    石灰水
    （填名称）吸收，然后再用硫酸处理，重新生成SO2和一种生产水泥的辅料，写出这两步反应的化学方程式
    SO2+Ca（OH）2═CaSO3↓+H2O、CaSO3+H2SO4═CaSO4+SO2↑+H2O
    SO2+Ca（OH）2═CaSO3↓+H2O、CaSO3+H2SO4═CaSO4+SO2↑+H2O
    ．

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    科目：高中化学 来源：2007年普通高等学校招生统一考试理综化学部分（宁夏卷） 题型：计算题

    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%)：

    (1)已知SO2的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？
    _____________________________________________________________________
    (2)在400~500 ℃时，SO2的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是：___________；
    (3)选择适宜的催化剂，是否可以提高SO2的转化率？___________(填“是”或“否”)，是否可以增大该反应所放出的热量？___________(填“是”或“否”)；
    (4)为提高SO3吸收率，实际生产中用___________吸收SO3；
    (5)已知：2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g) ΔH=－196.6 kJ·mol－1，计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO3质量和由SO2生产这些SO3所放出的热量。

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