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(2009?撫順模擬)二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大氣的主要污染物.綜合治理其污染是環(huán)境化學當前的重要研究內容之一.
(1)硫酸生產中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g) 
催化劑
 2SO3(g).某溫度下,SO2的平衡轉化率與體系總壓強(p)的關系如圖所示.根據(jù)圖示回答下列問題:
①將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中,反應達平衡后,體系總壓強為0.10MPa.該反應的平衡常數(shù)等于
800
800

②平衡狀態(tài)由A變到B時,平衡常數(shù)K(A)
=
=
K(B)(填“>”、“<”或“=”).
(2)用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染.例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ/mol
若用標準狀況下4.48L CH4還原NO2至N2,整個過程中轉移的電子總數(shù)為
1.60NA(或1.6NA
1.60NA(或1.6NA
(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示),放出的熱量為
173.4
173.4
kJ.
(3)新型納米材料氧缺位鐵酸鹽(MFe2Ox,3<x<4,M=Mn、Co、Zn或Ni)由鐵酸鹽(MFe2O4)經高溫還原而得,常溫下,它能使工業(yè)廢氣中的酸性氧化物分解除去.轉化流程如圖所示:

請寫出MFe2Ox分解SO2的化學方程式
MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S
MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S
(不必配平).
分析:(1)利用三段式法計算平衡濃度,根據(jù)平衡常數(shù)表達式計算;
(2)利用蓋斯定律計算反應熱;
(3)從氧化還原反應的角度判斷反應產物,進而寫出相關反應的方程式.
解答:解:(1)①由圖象知,體系總壓強為0.10MPa時SO2的平衡轉化率為0.8,則
       2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)
起始:2.0mol    1.0mol               0
轉化:1.6mol    0.8mol               1.6mol
平衡:0.4mol    0.2mol               1.6mol
則平衡時:c(SO2)=0.04mol/L,c(O2)=0.02mol/L,c(SO3)=0.16mol/L,
k=
c2(SO3)
c2(SO2)?c(O2)
=
0.162
0.042×0.02
=800,
故答案為:800;
②平衡常數(shù)只受溫度的影響,溫度不變,則壓強不變,平衡狀態(tài)由A變到B時,則k(A)=k(B),
故答案為:=;
(2)已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ/mol
利用蓋斯定律將
①+②
2
可得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-867kJ/mol
n(CH4)=
4.48L
22.4L/mol
=0.2mol,
整個過程中轉移的電子總數(shù)為:0.20mol×8NA=1.60NA,
放出的熱量為:0.2mol×867kJ/mol=173.4kJ,
故答案為:1.60NA(或1.6NA);173.4;
(3)由題意可知,鐵酸鹽(MFe2O4)經高溫還原而得,則反應物中MFe2Ox為還原劑,SO2為氧化劑,生成物為MFe2O4和S,則反應的關系式為MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S,
故答案為:MFe2Ox+SO2→MFe2O4+S.
點評:本題考查化學平衡及化學反應及能量,題目難度中等,本題易錯點為化學平衡常數(shù)的計算,注意計算過程的把握.
練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:

(2009?撫順模擬)化學與科技、社會、生產密切結合,下列有關說法不正確的是( 。

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2009?撫順模擬)工業(yè)上生產硫酸時,利用催化氧化反應將SO2轉化為SO3是一個關鍵步驟.壓強及溫度對SO2轉化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分數(shù)為:SO2:7%   O2:11%   N2:82%);
壓強/MPa
轉化率/%
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)已知SO2的氧化是放熱反應,如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結論?
壓強一定時,溫度升高時,SO2的轉化率降低,說明升高溫度有利于平衡向逆反應移動,故正反應為放熱反應
壓強一定時,溫度升高時,SO2的轉化率降低,說明升高溫度有利于平衡向逆反應移動,故正反應為放熱反應
;
(2)在大400~500℃時,SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓,主要原因是:
增大壓強對SO2的轉化率影響不大,同時增大成本
增大壓強對SO2的轉化率影響不大,同時增大成本
;
(3)選擇適宜的催化劑,是否可以提高SO2的轉化率?
(填“是”或“否”),是否可以增大該反應所放出的熱量?
(填“是”或“否”);
(4)工業(yè)生產硫酸產生的尾氣主要含SO2和SO3,會造成
酸雨
酸雨
(填環(huán)境問題),工業(yè)上常用足量的濃氨水來吸收,寫出相關的離子方程式
2NH3?H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O
2NH3?H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O

2NH3?H2O+SO3=2NH4++SO42-+H2O
2NH3?H2O+SO3=2NH4++SO42-+H2O

(5)已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g);△H=-196.9kJ?mol-1,計算每生產1萬噸98%硫酸所需要的SO3質量和由SO2生產這些SO3所放出的熱量.(寫出解題過程)

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