某化工廠以硫磺為原料生產(chǎn)硫酸．設(shè)空氣中的氧氣的體積分?jǐn)?shù)為
0.20，且不考慮各生產(chǎn)階段的物料損失．試完成下列各題：
（1）如果該廠生產(chǎn)98%的硫酸10t．
①需要原料硫磺的質(zhì)量是
 
t．
②需要消耗空氣的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為
 
m3．
（2）如果該廠每天生產(chǎn)98%的硫酸at，在生產(chǎn)過程中為了使硫充分燃燒，且在下一步催化氧化時不再補(bǔ)充空氣，要求硫燃燒后的混合氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為b．已知該廠每天消耗空氣2.24×104m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
①寫出a和b的關(guān)系式．
 

②在圖中畫出a和b的關(guān)系曲線．
 
．
考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計算
專題：計算題
分析：（1）①根據(jù)S元素守恒，利用H2SO4中硫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算；
②階段S+O2
 點(diǎn)燃 
.
 
SO2、2SO2+O2
催化劑
.
△
2SO3消耗氧氣，根據(jù)O原子守恒可知2n（O2）=3n（SO3），根據(jù)S原子守恒可知n（SO3）=n（S），據(jù)此計算；
（2）①燃燒發(fā)生反應(yīng)S+O2
 點(diǎn)燃 
.
 
SO2，硫燃燒后體積不變，故硫燃燒后氧氣的物質(zhì)的量為b×106mol，硫燃燒后混合氣體中二氧化硫和氧氣總共占的比例等于燃燒前氧氣占的比例，催化氧化時發(fā)生2SO2+O2
催化劑
.
△
2SO3，若催化氧化時恰好反應(yīng)，則0.2×
1
3
=b，故b=0.067，
若0≤b≤0.067時，催化氧化后，二氧化硫有剩余或恰好反應(yīng)，根據(jù)氧氣計算，由2SO2+O2
催化劑
.
△
2SO3，可知n（SO3）=2n（O2），根據(jù)S原子守恒可知n（H2SO4）=n（SO3），據(jù)此解答；
若b≥0.067時，結(jié)合空氣氧氣的含量可知b≤0.2，即0.067≤b≤0.2時，催化氧化后，氧氣有剩余或恰好反應(yīng)，根據(jù)H2SO4計算，S+O2
 點(diǎn)燃 
.
 
SO2、2SO2+O2
催化劑
.
△
2SO3消耗氧氣，根據(jù)S原子守恒可知n（H2SO4）=n（SO2），由S+O2
 點(diǎn)燃 
.
 
SO2可知燃燒消耗氧氣物質(zhì)的量，空氣中氧氣總物質(zhì)的量-燃燒消耗氧氣=剩余氧氣物質(zhì)的量，據(jù)此解答，
②根據(jù)①中表達(dá)式作圖．
解答： 解：（1）①根據(jù)S元素守恒，結(jié)合H2SO4中硫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可知該廠生產(chǎn)98%的硫酸10t，需要硫磺的質(zhì)量為10t×98%×
32
98
=3.2t，
故答案為：3.2；
②階段S+O2
 點(diǎn)燃 
.
 
SO2、2SO2+O2
催化劑
.
△
2SO3消耗氧氣，根據(jù)S原子守恒可知n（SO3）=n（S）=
3.2×106g
32g/mol
=1×106mol，根據(jù)O原子守恒可知2n（O2）=3n（SO3），故消耗氧氣n（O2）=
3
2
n（SO3）=
3
2
×106mol=1.5×106mol，故消耗空氣體積為5×1.5×106mol×22.4L/mol=168×105L=16800m3，
故答案為：16800；
（2）①每天消耗空氣2.24×104m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況），其物質(zhì)的量=
2.24L×107L
22.4L/mol
=106mol，空氣中氧氣的物質(zhì)的量=2×105mol，每天生成H2SO4的物質(zhì)的量=
a×106g×98%
98g/mol
=a×104mol，硫燃燒發(fā)生反應(yīng)S+O2
 點(diǎn)燃 
.
 
SO2，硫燃燒后體積不變，故硫燃燒后氧氣的物質(zhì)的量為b×106mol，硫燃燒后混合氣體中二氧化硫和氧氣總共占的比例等于燃燒前氧氣占的比例，催化氧化時發(fā)生2SO2+O2
催化劑
.
△
2SO3，若催化氧化時恰好反應(yīng)，則0.2×
1
3
=b，故b=0.067，
若0≤b≤0.067時，催化氧化后，二氧化硫有剩余或恰好反應(yīng)，根據(jù)氧氣計算，由2SO2+O2
催化劑
.
△
2SO3可知，可知n（SO3）=2n（O2）=2b×106mol，故b×106mol=a×104mol，整理得a=200b；
若b≥0.067時，結(jié)合空氣氧氣的含量可知b≤0.2，即0.067≤b≤0.2時，催化氧化后，氧氣有剩余或恰好反應(yīng)，根據(jù)H2SO4計算，S+O2
 點(diǎn)燃 
.
 
SO2、2SO2+O2
催化劑
.
△
2SO3消耗氧氣，根據(jù)S原子守恒可知n（H2SO4）=n（SO2）=a×104mol，由S+O2
 點(diǎn)燃 
.
 
SO2可知，燃燒消耗氧氣為a×104mol，故2×105mol-a×104mol=b×106mol，整理得a+100b=20，
故答案為：
a+100b=20    (0.067≤b≤0.2)
a=200b(0≤b≤0.067)
；
②根據(jù)①中表達(dá)式可知，a和b的關(guān)系曲線為，
故答案為：．
點(diǎn)評：本題以硫酸工業(yè)為載體，考查根據(jù)方程式計算、討論計算等，難度較大，（2）中討論催化氧化后是否有物質(zhì)剩余確定區(qū)間是解題關(guān)鍵，屬于過量計算問題．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

下列各項中的兩個量，其比值一定為2：1的是（　�。�
A、在反應(yīng)2FeCl3+Fe=3FeCl2中還原產(chǎn)物與氧化產(chǎn)物的質(zhì)量
B、相同溫度下，0.2mol?L-1CH3COOH溶液與0.1mol?L-1CH3COOH溶液中c（H+）
C、在密閉容器中，N2+3H2?2NH3已達(dá)平衡時c（NH3）與c（N2）
D、液面均在“0”刻度時，50mL堿式滴定管和25mL堿式滴定管所盛溶液的體積

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

大氣固氮屬于自然固氮，合成氨是目前人工固氮的主要方法．科學(xué)家一直致力“人工固氮”新方法的研究．
（1）有關(guān)大氣固氮（以N2+02?2N0為例）、人工固氮（以N2+3H2?2NH3為例）反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值如下表．
反應(yīng) N2+02?2N0
N2+3H2?2NH3
溫度/℃  27 2000 100 400
K  3.84×10-31  0.1 3.4×109 2.0x104
下列說法正確的是
 
．（填字母）
a．大氣固氮與人工固氮都是放熱反應(yīng)
b．人類模擬大氣固氮無現(xiàn)實意義
c．尋找在常溫下合成氨的高效催化劑是目前人工固氮的新方向
d．在常溫下，人工固氮非常容易進(jìn)行
（2）已知：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1
2H2（g）+02（g）=2H20（1）△H=-571.6kJ?mol-1
據(jù)報道，在常溫、常壓、光照、催化劑的條件下，N2可以與水反應(yīng)，則反應(yīng)
N2（g）+3H20（l）=2NH3（g）+
3
2
O2（g）的△H=
 
KJ?mol-1．
（3）某研究小組在673K、30MPa下，在體積為VL的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），其n（H2）和n（NH3）隨時間變化的關(guān)系如圖所示．
①下列敘述正確的是
 
．（填字母）
A．點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大
B．點(diǎn)c處反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
C．若t3時由673K升至773K，則n（H2）將增大
②從開始到平衡時反應(yīng)的平均速率（以H2的濃度變化表示）v（H2）=
 
．
③若開始時n（N2）=n（H2），則反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
 
（用代數(shù)式表示）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

元素及其化合物的知識是高中化學(xué)重要的組成部分，是考查化學(xué)基本概念和理論、化學(xué)計算、化學(xué)實驗知識的載體．
（1）元素周期表1-20號元素中，某兩種元素的原子序數(shù)相差3，周期數(shù)相差1．
①這樣的兩種元素的組合有
 
種．
②若這樣的兩種元素形成化合物時原子數(shù)之比為1：2，寫出這些化合物的化學(xué)式：
 
；
③若這樣的兩種元素形成的化合物中原子數(shù)之比為1：1．寫出其中一種化合物的化學(xué)式和名稱：
 
；
（2）A是自然界存在最廣泛的ⅡA族元素，常以化合物F存在．從單質(zhì)A起始發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)可由如圖表示：
請回答下列問題：
①F的化學(xué)式為
 
_，D的電子式為
 

②E與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 
；
③實際生產(chǎn)中，可由F為原料制備單質(zhì)A，簡述一種簡單的制備方法（不需考慮綜合經(jīng)濟(jì)效益）
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

設(shè)nA為阿弗加德羅常數(shù)的數(shù)值，下列說法正確的是（　�。�
A、常溫常壓下，22.4L NH3中含有3nA個N-H鍵
B、0.5mol?L-1CuCl2溶液中含有nA個Cl-
C、1 molNO2溶于水后溶液中含有nA個NO3-
D、48gO3氣體含有nA個O3分子

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)納米級的Cu2O可作為太陽光分解水的催化劑．
Ⅰ．四種制取Cu2O的方法
（1）火法還原．用炭粉在高溫條件下還原CuO；
（2）用葡萄糖[CH2OH（CHOH）4CHO]還原新制的Cu（OH）2．寫出化學(xué)方程式
 
；
（3）電解法．反應(yīng)為2Cu+H2O
 通電 
.
 
Cu2O+H2↑．則陽極產(chǎn)物是
 
；
（4）最新實驗研究用肼（N2H4）還原新制Cu（OH）2可制備納米級Cu2O，同時放出N2．該制法的化學(xué)方程式為
 
．
Ⅱ．用制得的Cu2O進(jìn)行催化分解水的實驗
（1）一定溫度下，在2L密閉容器中加入納米級Cu2O并通入0.10mol水蒸氣，發(fā)生反應(yīng)：
2H2O（g）
光照
Cu2O
2H2（g）+O2（g）；△H=+484kJ?mol-1，不同時段產(chǎn)生O2的量見下表：
時間/min 20 40 60 80
n（O2）/mol 0.0010 0.0016 0.0020 0.0020
計算：
前20min的反應(yīng)速率 v（H2O）=
 
；該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
 
；達(dá)平衡時，至少需要吸收的光能為
 
kJ．
（2）用以上四種方法制得的Cu2O在某相同條件下分別對水催化分解，產(chǎn)生氫氣的速率v隨時間t變化如圖所示．下列敘述正確的是
 
．
A．c、d方法制得的Cu2O催化效率相對較高
B．d方法制得的Cu2O作催化劑時，水的平衡轉(zhuǎn)化率最高
C．催化效果與Cu2O顆粒的粗細(xì)、表面活性等有關(guān)
D．Cu2O催化水分解時，需要適宜的溫度．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

t℃時，將3molA和2molB氣體通入體積為2L的密閉容器中（容積不變），發(fā)生如下反應(yīng)：3A（氣）+B（氣）?xC（氣），2min時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)（溫度不變），剩余1.8molB，并測得C的濃度為0.4mol/L，則下列說法中正確的是（　　）
A、方程式中x=4
B、達(dá)到平衡時，A、B兩反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率之比為α （A）：α （B）=3：1
C、若繼續(xù)向原平衡混合物的容器中通入少量氦氣（氦氣和A、B、C都不反應(yīng)）后，正、逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率變小
D、在t℃時，若向原平衡混合物的容器中再充入amolC，欲使達(dá)到新的平衡時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與原平衡相同，則應(yīng)再充入
a
4
 mol B

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

下列離子方程式正確的是（　�。�
A、過量SO2通入Ba（NO3）2溶液3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O═3BaSO4+2NO+4H+
B、1mol的Cl2通入含1mol FeI2的溶液中：2Fe2++2I-+2Cl2=2Fe3++4Cl-+I2
C、甲醛溶液中加入足量的銀氨溶液并加熱：HCHO+2[Ag（NH3）2]++2OH-
△
HCOO-+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O
D、向硫酸鋁銨礬溶液中滴加過量的氫氧化鋇溶液：NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++5OH-=AlO2-+2BaSO4↓+NH3?H2O+2H2O

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法錯誤的是（　�。�
A、標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L乙烷分子含極性鍵數(shù)6NA
B、0.1 molNa與足量水反應(yīng)生成H2 0.1NA
C、46gNO2氣體中氧原子總數(shù)為2NA
D、15 g甲基（-CH3）所含的電子數(shù)為9NA

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同步練習(xí)冊答案