(1)下表為某溫度和壓強(qiáng)下,密閉容器中SO2氧化為SO3反應(yīng)在不同時間各物質(zhì)的濃度(mol/L)
時間(min)10203040506070
SO210753.52111
O253.52.51.7510.50.50.5
SO3356.58999
試畫出V(SO3)-t圖.

(2)工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時,利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個關(guān)鍵步驟.壓強(qiáng)及溫度對SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分?jǐn)?shù)為:SO2:7%,O2:11%,N2:82%):
壓強(qiáng)/MPa
溫度/℃
0.10.5110
40099.2%99.6%99.7%99.9%
50093.5%96.9%97.8%99.3%
60073.7%85.8%89.5%96.4%
①如何利用表中數(shù)據(jù)推斷SO2的氧化反應(yīng)的熱效應(yīng)?______.
②在400一500℃時,SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓,主要原因是:______.
③工業(yè)制硫酸所產(chǎn)生的尾氣含有SO2、微量的SO3和酸霧.為了保護(hù)環(huán)境將尾氣通入氨水中,能發(fā)生多個反應(yīng),寫出其中可能發(fā)生的兩個氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式:______.
④能用于測定硫酸尾氣中SO2含量的是______.(填字母)
A.NaOH溶液、酚酞試液   
B.KMnO4溶液、稀H2SO4
C.碘水、淀粉溶液
D.氨水、酚酞試液
⑤某溫度下,SO2氧化為SO3在10L的密閉容器中進(jìn)行,開始向容器加入4.0mol SO2和10.0mo1O2,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,混合氣體為13.0mol,則SO2的轉(zhuǎn)化率為______,該溫度反應(yīng)的平衡常數(shù)______.
【答案】分析:(1)畫V(S03)-t圖.依據(jù)題干中所給的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)畫出變化曲線,注意起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)的判斷;
(2)①依據(jù)壓強(qiáng)及溫度對S02轉(zhuǎn)化率的影響數(shù)據(jù),分析溫度改變對二氧化硫轉(zhuǎn)化率的影響分析,進(jìn)而判斷反應(yīng)吸熱放熱;
②從所給數(shù)據(jù)分析,常壓下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率與加壓時二氧化硫的轉(zhuǎn)化率對比,改變不大;
③尾氣含有S02、微量的S03和酸霧,其中二氧化硫會發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸、亞硫酸銨、亞硫酸氫銨,這些物質(zhì)易被氧化;
④測定硫酸尾氣中S02含量,尾氣中含有三氧化硫,需要加入與二氧化硫反應(yīng)的試劑,不與三氧化硫反應(yīng),且現(xiàn)象明顯;
⑤利用化學(xué)平衡的三段式進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算出消耗量計(jì)算轉(zhuǎn)化率,計(jì)算出平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù);
解答:解:(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析,起點(diǎn)三氧化硫生成的量為0,反應(yīng)到50min后,三氧化硫濃度不再變化,說明已達(dá)到平衡,依據(jù)各點(diǎn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線,畫出變化曲線如圖:

故答案為:
(2)①依據(jù)數(shù)據(jù)分析,壓強(qiáng)一定時,溫度升高,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小,說明升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以二氧化硫的氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng),
故答案為:壓強(qiáng)一定時,溫度升高,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小,說明升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以二氧化硫的氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng);
②壓強(qiáng)及溫度對S02轉(zhuǎn)化率的影響依據(jù)表中數(shù)據(jù),400℃~500℃時,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時二氧化硫轉(zhuǎn)化率為97.8%、99.7%;10大氣壓時二氧化硫轉(zhuǎn)化率為99.3%、99.7%;對比數(shù)據(jù)可知,增大到10個大氣壓,二氧化硫轉(zhuǎn)化率變化不大,但增大壓強(qiáng)會對設(shè)備要求更高,成本高,所以工業(yè)上直接采用常壓;
故答案為:從化學(xué)平衡移動條件分析應(yīng)該采用低溫高壓.而根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),壓強(qiáng)的增加引起SO2轉(zhuǎn)化率的變化并不明顯,反而增加成本,所以工業(yè)上直接采用常壓;
③尾氣含有S02、微量的S03和酸霧,其中二氧化硫會發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸、亞硫酸銨、亞硫酸氫銨,這些物質(zhì)易被氧化;故答案為:2H2SO3+O2=2H2SO4; 2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4;2(NH42SO3+O2=2(NH42SO4中的任意兩個;
④測定硫酸尾氣中S02含量,尾氣中含有三氧化硫,需要加入與二氧化硫反應(yīng)的試劑,不與三氧化硫反應(yīng),且現(xiàn)象明顯;Na0H溶液、酚酞試液和氨水、酚酞試液;和二氧化硫、三氧化硫反應(yīng),所以不能準(zhǔn)確測定二氧化硫的含量;KMnO4溶液、稀H2SO4和二氧化硫反應(yīng),全部反應(yīng)的現(xiàn)象是到溶液紫紅色恰好褪去;和碘水、淀粉溶液反應(yīng),二氧化硫全部反應(yīng)的現(xiàn)象是藍(lán)色恰好變?yōu)闊o色;上述高錳酸鉀、碘單質(zhì)和二氧化硫反應(yīng),與三氧化硫不反應(yīng),所以利用反應(yīng),計(jì)算被試劑吸收的二氧化硫,得到二氧化硫的含量;故答案為:BC.
⑤根據(jù)二氧化硫氧化為三氧化硫的反應(yīng)列式計(jì)算,設(shè)變化的二氧化硫物質(zhì)的量為X
             2SO2 +O2  2SO3
起始量(mol)  4.0    10.0         0
變化量(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
二氧化硫的轉(zhuǎn)化率==50%,k===1.1L?mol-1
故答案為:50%;1.1L?mol-1
點(diǎn)評:本題考查了化學(xué)平衡影響條件的應(yīng)用,圖象分析繪制,平衡轉(zhuǎn)化率的分析與計(jì)算,平衡常數(shù)的計(jì)算,化學(xué)方程式的書寫與分析,混合物中物質(zhì)含量的測定,屬于綜合性較強(qiáng)的題目,需要仔細(xì)審題分析.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

化肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基礎(chǔ)而且是最重要的物質(zhì)投入.工業(yè)上利用N2和H2合成氨,其化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0
(1)下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù).由此可推知,表中T1
573K(填“>”、“<”或“=”).
T/K T1 573 T2
K 1.00×107 2.45×105 1.88×103
(2)將一定量的N2和H2的混合氣放入某密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng).
①下列措施中可提高氫氣的轉(zhuǎn)化率的有
CD
CD
(填字母).
A.升高溫度                        B.使用催化劑
C.增大壓強(qiáng)                        D.循環(huán)利用和不斷補(bǔ)充氮?dú)?BR>②在一定溫度和壓強(qiáng)下,將H2和N2按體積比3:1在密閉容器中混合,當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時,測得平衡混合氣中NH3的體積分?jǐn)?shù)為
1
7
,此時N2的轉(zhuǎn)化率為
25%
25%

(3)某廠每天產(chǎn)生600m3含氨廢水(NH3 的濃度為153mg?L-1,廢氨水密度為1g?cm-3).該廠處理廢水的方法:將廢水加熱得到NH3,使廢水中NH3的濃度降為17mg?L-1.再對加熱蒸發(fā)得到的NH3用一定量空氣氧化.發(fā)生的主反應(yīng)如下:
4NH3+5O2
 一定條件 
.
 
4NO+6H2O      4NO+3O2+2H2O=4HNO3
副反應(yīng)為:4NH3+3O2=2N2+6H2O
①該廠每天通過加熱蒸發(fā)可得到NH3的物質(zhì)的量是多少?
②若氧化過程中90% NH3轉(zhuǎn)化為硝酸,10% NH3發(fā)生了副反應(yīng),則該廠每天消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣多少立方米?(假設(shè)廢水加熱前后的體積和密度近似認(rèn)為不變,空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)20%.)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2009?江門一模)(1)下表為某溫度和壓強(qiáng)下,密閉容器中SO2氧化為SO3反應(yīng)在不同時間各物質(zhì)的濃度(mol/L)
時間(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
試畫出V(SO3)-t圖.

(2)工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時,利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個關(guān)鍵步驟.壓強(qiáng)及溫度對SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分?jǐn)?shù)為:SO2:7%,O2:11%,N2:82%):
壓強(qiáng)/MPa
溫度/℃
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如何利用表中數(shù)據(jù)推斷SO2的氧化反應(yīng)的熱效應(yīng)?
壓強(qiáng)一定時,溫度升高,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小,說明升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以二氧化硫的氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)
壓強(qiáng)一定時,溫度升高,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小,說明升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以二氧化硫的氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)

②在400一500℃時,SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓,主要原因是:
從化學(xué)平衡移動條件分析應(yīng)該采用低溫高壓.而根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),壓強(qiáng)的增加引起SO2轉(zhuǎn)化率的變化并不明顯,反而增加成本,所以工業(yè)上直接采用常壓
從化學(xué)平衡移動條件分析應(yīng)該采用低溫高壓.而根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),壓強(qiáng)的增加引起SO2轉(zhuǎn)化率的變化并不明顯,反而增加成本,所以工業(yè)上直接采用常壓

③工業(yè)制硫酸所產(chǎn)生的尾氣含有SO2、微量的SO3和酸霧.為了保護(hù)環(huán)境將尾氣通入氨水中,能發(fā)生多個反應(yīng),寫出其中可能發(fā)生的兩個氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式:
2H2SO3+O2=2H2SO4 ;2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4
2H2SO3+O2=2H2SO4 ;2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4

④能用于測定硫酸尾氣中SO2含量的是
BC
BC
.(填字母)
A.NaOH溶液、酚酞試液   
B.KMnO4溶液、稀H2SO4
C.碘水、淀粉溶液    
D.氨水、酚酞試液
⑤某溫度下,SO2氧化為SO3在10L的密閉容器中進(jìn)行,開始向容器加入4.0mol SO2和10.0molO2,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,混合氣體為13.0mol,則SO2的轉(zhuǎn)化率為
50%
50%
,該溫度反應(yīng)的平衡常數(shù)
1.1L?mol-1
1.1L?mol-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

(1)下表為某溫度和壓強(qiáng)下,密閉容器中SO2氧化為SO3反應(yīng)在不同時間各物質(zhì)的濃度(mol/L)

時間(min)010203040506070
SO210753.52111
O253.52.51.7510.50.50.5
SO30356.58999

試畫出V(SO3)-t圖.

(2)工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時,利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個關(guān)鍵步驟.壓強(qiáng)及溫度對SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分?jǐn)?shù)為:SO2:7%,O2:11%,N2:82%):

壓強(qiáng)/MPa
溫度/℃
0.10.5110
40099.2%99.6%99.7%99.9%
50093.5%96.9%97.8%99.3%
60073.7%85.8%89.5%96.4%

①如何利用表中數(shù)據(jù)推斷SO2的氧化反應(yīng)的熱效應(yīng)?______.
②在400一500℃時,SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓,主要原因是:______.
③工業(yè)制硫酸所產(chǎn)生的尾氣含有SO2、微量的SO3和酸霧.為了保護(hù)環(huán)境將尾氣通入氨水中,能發(fā)生多個反應(yīng),寫出其中可能發(fā)生的兩個氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式:______.
④能用于測定硫酸尾氣中SO2含量的是______.(填字母)
A.NaOH溶液、酚酞試液   
B.KMnO4溶液、稀H2SO4
C.碘水、淀粉溶液    
D.氨水、酚酞試液
⑤某溫度下,SO2氧化為SO3在10L的密閉容器中進(jìn)行,開始向容器加入4.0mol SO2和10.0mo1O2,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,混合氣體為13.0mol,則SO2的轉(zhuǎn)化率為______,該溫度反應(yīng)的平衡常數(shù)______.

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科目:高中化學(xué) 來源:江門一模 題型:問答題

(1)下表為某溫度和壓強(qiáng)下,密閉容器中SO2氧化為SO3反應(yīng)在不同時間各物質(zhì)的濃度(mol/L)
時間(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
試畫出V(SO3)-t圖.

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(2)工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時,利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個關(guān)鍵步驟.壓強(qiáng)及溫度對SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分?jǐn)?shù)為:SO2:7%,O2:11%,N2:82%):
壓強(qiáng)/MPa
溫度/℃
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如何利用表中數(shù)據(jù)推斷SO2的氧化反應(yīng)的熱效應(yīng)?______.
②在400一500℃時,SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓,主要原因是:______.
③工業(yè)制硫酸所產(chǎn)生的尾氣含有SO2、微量的SO3和酸霧.為了保護(hù)環(huán)境將尾氣通入氨水中,能發(fā)生多個反應(yīng),寫出其中可能發(fā)生的兩個氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式:______.
④能用于測定硫酸尾氣中SO2含量的是______.(填字母)
A.NaOH溶液、酚酞試液   
B.KMnO4溶液、稀H2SO4
C.碘水、淀粉溶液    
D.氨水、酚酞試液
⑤某溫度下,SO2氧化為SO3在10L的密閉容器中進(jìn)行,開始向容器加入4.0mol SO2和10.0mo1O2,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,混合氣體為13.0mol,則SO2的轉(zhuǎn)化率為______,該溫度反應(yīng)的平衡常數(shù)______.

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