44.(09年江蘇化學(xué)·18)(10分)二氧化氯(ClO2)是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑。與Cl2相比,ClO2不但具有更顯著地殺菌能力,而且不會產(chǎn)生對人體有潛在危害的有機氯代物。
(1)在ClO2的制備方法中,有下列兩種制備方法:
方法一:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O
用方法二制備的ClO2更適合用于飲用水的消毒,其主要原因是 。
(2)用ClO2處理過的飲用水(pH為5.5~6.5)常含有一定量對人體不利的亞氯酸根離子(ClO2-).2001年我國衛(wèi)生部規(guī)定,飲用水ClO2-的含量應(yīng)不超過0.2 mg·L-1。
飲用水中ClO2、ClO2-的含量可用連續(xù)碘量法進行測定。ClO2被I-還原為ClO2-、Cl-的轉(zhuǎn)化率與溶液pH的關(guān)系如右圖所示。當pH≤2.0時,ClO2-也能被I-
完全還原成Cl-。反應(yīng)生成的I2用標準Na2S2O3溶液滴定:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
① 請寫出pH≤2.0時,ClO2-與I-反應(yīng)的離子方程式 。
②請完成相應(yīng)的實驗步驟:
步驟1:準確量取VmL水樣加入到錐形瓶中。
步驟2:調(diào)節(jié)水樣的pH為7.0~8.0
步驟3:加入足量的KI晶體。
步驟4:加少量淀粉溶液,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液V1mL。
步驟5: 。
步驟6;再用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液V2mL。
③根據(jù)上述分析數(shù)據(jù),測得該引用水樣中的ClO2-的濃度為 mg·L-1(用含字母的代數(shù)式表示)。
④若飲用水中ClO2-的含量超標,可向其中加入適量的,該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是 (填化學(xué)式)
答案:
(1)方法二制備的ClO2中不含Cl2
(2)①ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O
②調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0
③
④Fe(OH)3
解析:(1)比較簡單,觀察兩組方程式,看看產(chǎn)物結(jié)合其性質(zhì)即能得出答案。(2)pH≤2.0時,ClO2-也能被I-完全還原成Cl-,那么I-要被氧化為碘單質(zhì),溶液是酸性溶液即可正確寫出離子方程式。題目信息提示用的是連續(xù)碘量法進行測定,步驟6又用Na2S2O3溶液滴定至終點,說明步驟5中有碘生成,結(jié)合① 請寫出pH≤2.0時,ClO2-與I-反應(yīng)的離子方程式與pH為7.0~8.0的溶液中存在ClO-可以判斷調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0。求引用水樣中的ClO2-的濃度可以用關(guān)系式法以碘單質(zhì)為橋梁正確的找準ClO2-與Na2S2O3的關(guān)系。Fe2+將ClO2-還原成Cl-,F(xiàn)e2+被氧化為鐵離子,結(jié)合反應(yīng)物不難得出答案
[考點分析]關(guān)注題目給與的信息從題目中挖掘有用的信息,注意關(guān)鍵詞如本題的連續(xù)碘量法。
45.(09年天津理綜·9)(18分)海水是巨大的資源寶庫,在海水淡化及綜合利用方面,天津市位居全國前列。從海水中提取食鹽和溴的過程如下:
(1)請列舉海水淡化的兩種方法: 、 。
(2)將NaCl溶液進行電解,在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有H2、 、 、或H2、 。
(3)步驟Ⅰ中已獲得Br2,步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br,其目的為 。
(4)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可達95%,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為 ,由此反應(yīng)可知,除環(huán)境保護外,在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問題是 。
(5)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法,查閱了有關(guān)資料,Br2的沸點為59℃。微溶于水,有毒性和強腐蝕性。他們參觀生產(chǎn)過程后,了如下裝置簡圖:
請你參與分析討論:
①圖中儀器B的名稱: 。
②整套實驗裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管,其原因是 。
③實驗裝置氣密性良好,要達到提純溴的目的,操作中如何控制關(guān)鍵條件: 。
④C中液體產(chǎn)生顏色為 。為除去該產(chǎn)物中仍殘留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反應(yīng)后,再進行的分離操作是 。
答案:(1)蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其其他合理答案中的任意兩種
(2)Cl2 NaOH NaClO
(3)富集溴元素
(4)Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br- 強酸對設(shè)備的嚴重腐蝕
(5)①冷凝管 ②Br2腐蝕橡膠③控制溫度計b的溫度,并收集59℃的餾分④深紅棕色 分液(或蒸餾)
解析:本題考查海水中提取溴的實驗。電解NaCl溶液的方程式為:2NaCl + 2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,其中Cl2有可能與NaOH會生成NaClO。步驟I中的Br2的濃度很小,多次用SO2反復(fù)吸收,最終用Cl2處理,則可獲得大量的工業(yè)溴。溴具有強氧化性可以氧化SO2,生成H2SO4,因此要注意酸對設(shè)備的腐蝕問題。溴具有腐蝕性,可以腐蝕橡膠。蒸餾的目的,就是通過沸點不同而提純Br2,所以要通過溫度計控制好Br2沸騰的溫度,盡可能使Br2純凈。
43.(09年海南化學(xué)·20.4)(11分)
工業(yè)上常用氨氧化法生產(chǎn)硝酸,其過程包括氨的催化氧化(催化劑為鉑銠合金絲網(wǎng))、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。請回答下列問題:
(1)氨催化氧化的化學(xué)方程式為 :
(2)原料氣中空氣必須過量,其主要原因是 ;
(3)將鉑銠合金做成薄絲網(wǎng)的主要原因是 ;
(4)水吸收二氧化氮生成硝酸為放熱反應(yīng),其化學(xué)方程式為 ,為了提高水對二氧化氮的吸收率,可采取的措施為 (答2項)。
答案:(11分)
(1)4NH3+5O24NO+6H2O(3分)
(2)提高氨的轉(zhuǎn)化率和一氧化氮的轉(zhuǎn)化率(2分)
(3)增大單位質(zhì)量的催化劑與反應(yīng)物的接觸面積(2分)
(4)3NO2+H2O=2HNO3+NO 加壓 降溫(4分)
解析:(1)
(2)根據(jù)平衡原理,增大反應(yīng)物的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動,以提高原料的轉(zhuǎn)化率;
(3)這是為了增大鉑銠合金的表面積,使接觸面積增大,提升催化的效果;
(4)為了提高吸收率,可根據(jù)溶解過程放熱采用降溫處理,且氣體的吸收可用加壓的方式。
42.(09年海南化學(xué)·16)(9分)
下圖表示從固體混合物中分離X的2種方案,請回答有關(guān)問題。
(1)選用方案I時,X應(yīng)該具有的性質(zhì)是 ,殘留物應(yīng)該具有的性質(zhì)是 ;
(2)選用方案Ⅱ從某金屬粉末(含有Au、Ag和Cu)中分離Au,加入的試劑是 ,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ;
(3)為提純某Fe2O3樣品(主要雜質(zhì)有SiO2、A12O3),參照方案I和Ⅱ,請設(shè)計一種以框圖形式表示的實驗方案(注明物質(zhì)和操作) 。
答案:(9分)
(1)有揮發(fā)性(或易升華) 受熱不揮發(fā),且具有較高的熱穩(wěn)定性(2分)
(2)HNO3 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O
[或Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
Ag+2HNO3(濃)=AgNO3+NO2↑+2H2O](3分)
(3)
(4分)(其他合理答案:也可給分)
解析:(1)從題中給的信息可理解為升華或蒸餾,因此X的性質(zhì)為加熱時可升華,或易揮發(fā)。殘留物必須熱穩(wěn)定性好,且沒有揮發(fā)性。
(2)金、銀、銅三種金屬金的活潑性最差,不能與硝酸反應(yīng),選用硝酸作為試劑,過濾即可。
(3)三種氧化物中,SiO2、Al2O3都能與強堿發(fā)生反應(yīng),但Fe2O3不會反應(yīng),可以選濃NaOH溶液反應(yīng)后過濾。但如果SiO2的含量大,則不宜用前面所述方法,可選用鹽酸溶解,過濾后去除SiO2,再在混合液中加入過量的溶液,過濾得Fe(OH)3沉淀,洗滌后加熱分解的方法。
41.(09年海南化學(xué)·13)(9分)
有關(guān)物質(zhì)存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分產(chǎn)物已省略)。通常C為氣體單質(zhì),G為紫黑色固體單質(zhì)。實驗室中,常用固體E在B的催化下加熱制取氣體單質(zhì)H。
請回答下列問題:
(1)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為
(2)反應(yīng)②的離子方程式為
(3)寫出另外一種實驗室制取H的化學(xué)方程式
(4)D溶液與Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀,此沉淀的Ksp=7.0×10-9。將等體積的D溶液與Pb(NO3)2溶液混合,若D的濃度為1×10-2mo1/L ,則生成沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小濃度為 。
答案:(9分)
(1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2分)
(2)6I-+ClO3-+6H+=3I2+Cl-+3H2O(2分)
(3)2H2O22H2O+O2↑或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(其他合理答案:也給分)(2分)
(4)5.6×10-4mol·L-1(3分)
解析:首先得破框圖,G為紫黑色固體單質(zhì),一般可預(yù)測為碘單質(zhì),可推得C物質(zhì)為氯氣,則A為鹽酸、B為二氧化錳;E在二氧化錳的催化下制取H,則E為氯酸鉀、H為氧氣;F為氯化鉀;于是D一定為碘化鉀。所以推出A鹽酸、B二氧化錳、C氯氣、D碘化鉀、E氯酸鉀、F氯化鉀、G碘、H氧氣。
40.(16分)(08年山東理綜·30)食鹽是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。
(1)粗食鹽常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等雜質(zhì)離子,實驗室提純NaCl的流程如下:
提供的試劑:飽和Na2CO3溶液 飽和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液 75%乙醇 四氯化碳
①欲除去溶液I中的+Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-離子,選出a所代表的試劑,按滴加順序依次是 (只填化學(xué)式)。
②洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl,選用的試劑為 。
(2)用提純的NaCl配制500 mL 4.00 mol·L-1 NaCl溶液,所用儀器除藥匙、玻璃棒外還有 (填儀器名稱)。
(3)電解飽和食鹽水的裝置如圖所示,若收集的H2為2 L,則同樣條件下收集的Cl2
(填“>”、“=”或“<”)2 L,原因是 。裝置改進后可用于制備NaOH溶液,若測定溶液中NaOH的濃度,常用的方法為 。
(4)實驗室制備H2和Cl2通常采用下列反應(yīng):
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
據(jù)此,從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集H2的裝置 (填代號)和制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置 (填代號)。
可選用制備氣體的裝置:
答案:
(1)①BaCl2、NaOH、Na2CO3(錯選或多選本小題不得分。NaOH溶液的加入順序及是否答Na0H不影響得分)
②75%乙醇
(2)天平、燒杯、500 mL容量瓶、膠頭滴管
(3)< 電解生成的氯氣與電解生成的NaOH發(fā)生了反應(yīng) 酸堿中和滴定
(4)c d
解析:(1)①要除去SO42-,只有選BaCl2溶液,若選用Ba(NO3)2,會引入新的離子NO3-,再選用NaOH溶液除去Mg2+和Fe3+溶液,最后選用Na2CO3溶液除去Ca2+,此處不能選用K2CO3溶液,否則會引入新的K+,再用HCl除去過量的CO32-。Na2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前,否則會引入Ba2+。②除去NaCl晶體表面的少量的KCl,應(yīng)選用75%的乙醇,因為CCl4有毒,同時KCl也不會溶解在CCl4中。
(3)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,在陰級區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的Cl2能與該區(qū)生成的NaOH反應(yīng)NaCl、NaClO和H2O,使得部分的Cl2被消耗,所以同樣條件下收集到的Cl2小于2L。
39.(8分)(08年海南化學(xué)·13)下圖表示某固態(tài)單質(zhì)A及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系(某些產(chǎn)物和反應(yīng)條件已略去);衔顱在常溫常壓下為氣體,B和C的相對分子質(zhì)量之比為4︰5,化合物D是重要的工業(yè)原料。
(1)寫出A在加熱條件下與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________。
(2)寫出E與A的氫化物反應(yīng)生成A的化學(xué)方程式___________________________。
(3)寫出一個由D生成B的化學(xué)方程式____________________________________。
(4)將5 mL0.10 mol·L-1的E溶液與10 mL0.10 mol·L-1的NaOH溶液混合。
①寫出反應(yīng)的離子方程式__________________________________________;
②反應(yīng)后溶液的pH ____7(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是 ;
③加熱反應(yīng)后的溶液,其pH_____(填“增大”、“不變”或“減小”),理由是_______________。
答案:(8分)(1)H2+SH2S(寫成可逆反應(yīng)也正確)
(2)H2SO3 + 2H2S=3S + 3H2O
(3)C+2H2SO4(濃)CO2 ↑+2SO2 ↑+2H2O(其他合理答案也給分如Cu+ 2H2SO4(濃)CuSO4 +SO2↑+ 2H2O等)
(4)①H2SO3 +2OH- = SO32- + 2H2O
②大于 Na2SO3溶液中SO32-發(fā)生水解使溶液顯堿性
③增大 升高溫度促進Na2SO3溶液的水解
解析:固態(tài)單質(zhì)A能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成氣體物質(zhì)B,則A可能為C或S等,假定為S,則B為SO2,C為SO3,它們的相對分子質(zhì)量為64∶80=4∶5,恰好與題意相符(同時也證明A不是C),則D為H2SO4,它是一種重要的工業(yè)原料,與題意也相符,進一步證明A為S。E為H2SO3。
38.(11分)(08年廣東化學(xué)·23)
硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請回答下列問題:
(1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當前制備高純硅的主要方法,生產(chǎn)過程示意圖如下:
①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式 。
②整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì),寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式 ;H2還原SiHCl3過程中若混O2,可能引起的后果是 。
(2)下列有頭硅材料的說法正確的是 (填字母)。
A.碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可用于生產(chǎn)耐高溫水泥
B.氮化硅硬度大、熔點高,可用于制作高溫陶瓷和軸承
C.高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料--光導(dǎo)纖維
D.普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的,其熔點很高
E.鹽酸可以與硅反應(yīng),故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅
(3)硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中,逐滴加入飽和氯化銨溶液,振蕩。寫出實驗現(xiàn)象并給予解釋 。
答案:
(1)①SiHCl3+H2Si+3HCl
②3SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+H2↑+3HCl 高溫下,H2遇O2發(fā)生爆炸
(2)BC
(3)生成白色絮狀沉淀,又刺激性氣味的氣體生成;解釋:SiO32-與NH4+發(fā)生雙水解反應(yīng),SiO32- + 2 NH4+ + 2H2O ===2NH3·H2O + H2SiO3↓
解析:(1) ①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式:
SiHCl3+H2Si+3HCl
②SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì),寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式3SiHCl3+3H2O====H2SiO3+H2↑+3HCl;H2還原SiHCl3過程中若混入O2,可能引起的后果是:高溫下,H2遇O2發(fā)生爆炸。
(2)ABCD
解釋:SiC和Si3N4均為原子晶體,熔點高,性質(zhì)穩(wěn)定,AB正確。光導(dǎo)纖維的材料為SiO2,C正確。普通玻璃的主要成分為Na2SiO3和CaSiO3,它是以石英砂(SiO2)、石灰石(CaCO3)和純堿(Na2CO3)為主要原料反應(yīng)制成的。Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2;CaCO3+SiO2aSiO3+CO2,D正確。常溫下,Si只能與唯一一種酸HF反應(yīng)不與HCl反應(yīng),E錯。
(3)寫出實驗現(xiàn)象并給予解釋:生成白色絮狀沉淀,又刺激性氣味的氣體生成;SiO32-與NH4+發(fā)生雙水解反應(yīng),SiO32- + 2 NH4+ + 2H2O ==== 2NH3·H2O + H2SiO3↓。
37.(07年山東理綜·30)(16分)下圖所示為常見氣體制備、分離、干爆和性質(zhì)驗證的部分儀器裝置(加熱設(shè)備及夾持固定裝置均略去),請根據(jù)要求完成下列各題(儀器裝置可任意選用,必要時可重復(fù)選擇,a、b為活塞)。
(1)若氣體入口通入CO和CO2的混合氣體,E內(nèi)放置CuO,選擇裝置獲得純凈干燥的CO,并驗證其還原性及氧化產(chǎn)物,所選裝置的連接順序為 (填代號)。能驗證CO氧化產(chǎn)物的現(xiàn)象是 。
(2)停止CO和CO2混合氣體的通入,E內(nèi)放置Na2O2,按A→E→D→B→H裝置順序制取純凈干燥的O2,并用O2氧化乙醇。此時,活塞a應(yīng) ,活塞b應(yīng) 。需要加熱的儀器裝置有 (填代號),m中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)若氣體入口改通空氣,分液漏斗內(nèi)改改加濃氨水,圓地?zé)績?nèi)改加 NaOH 固體,E內(nèi)裝有鉑鐒合金網(wǎng),按A→G→E→D裝置程序制取干燥氧氣,并驗證氨的某些性質(zhì)。
①裝置A中能產(chǎn)生氨氣的原因有: 。
②實驗中觀察到E內(nèi)有紅棕色氣體現(xiàn)出,證明氨氣具有 性。
答案:(1)ACBECF AB之間的C裝置中溶液保持澄清,EF之同的C裝置中溶液變渾濁
(2)關(guān)閉 打開 k m 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(3)①氫氧化鈉溶于水放出大量熱,溫度升高,使氨的溶解度減小而放出;氧氧化鈉吸水,促使氨放出;氫氧化鈉電離出的OH-增大了氨水中OH-濃度,促使氨水電離平衡左移,導(dǎo)致氨氣放出。②還原
解析:(1)根據(jù)實驗要求,A裝置中通入的氣體為CO和CO2的混合氣,在A中,CO2 被氫氧化鈉吸收,若要獲得純凈干燥的CO,需要選取裝置C,證明CO2 被除盡,然后通過盛有濃硫酸的B除去水蒸氣,要驗證CO的還原性,需要裝有CuO的裝置E,驗證CO的氧化產(chǎn)物CO2 ,還需要裝置C,最后需要F除去為反應(yīng)的CO。所選裝置的連接順序是ACBECF,能驗證CO的氧化產(chǎn)物的實驗現(xiàn)象是:AB之間的C裝置中溶液保持澄清,EF之間的C裝置中溶液變渾濁。
(2)停止通入CO和CO2 的混合氣體,需要關(guān)閉活塞a,然后打開活塞b,此時稀硫酸與碳酸鈉溶液(CO2 與NaOH反應(yīng)生成的)反應(yīng),反應(yīng)生成的CO2氣體進入E中,并與 與Na2O2反應(yīng)產(chǎn)生氧氣,氧氣通過D除去可能存在的CO2,通過B除去水蒸氣,得到純凈干燥的氧氣,氧氣氧化乙醇的條件是需要加熱且有銅做催化劑,因此需要加熱k使乙醇揮發(fā),并且加熱m,使氧氣與乙醇蒸氣反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式是:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
(3)氫氧化鈉固體易吸水并且在溶于水時放出大量的熱,氫氧化鈉溶于水后溶液中的OH-的濃度增大,這些因素均能濃氨水中的化學(xué)平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-向逆反應(yīng)方向移動,使?jié)獍彼械陌睔夥懦觥8鶕?jù)常識可以判斷出在E中出現(xiàn)的紅棕色氣體應(yīng)該是NO2 ,由氨氣和NO2中氮元素的化合價可以判斷氨氣被氧化生成NO2 氨氣體現(xiàn)出的是還原性。
9.8×109g x y
則,解得x=8.0×103t y=9.83×109kJ。
36.(07年寧夏理綜·31A)化學(xué)選考題(15分)
A.[化學(xué)-選修化學(xué)與技術(shù)]
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數(shù)為:SO2 7% O2 11% N2 82%);
|
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) 已各SO2的氧化是放熱反應(yīng),如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結(jié)論?
;
(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:
;
(3)選擇適宜的催化劑,是否可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率? (填“是”或“否”),是否可以增大該反應(yīng)所放出的熱量? (填“是”或“否”);
(4)為提高SO3吸收率,實際生產(chǎn)中用 吸收SO3;
(5)已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g);△H=-196.9kJ·mol-1,計算每生產(chǎn)1萬噸98%硫酸所需要的SO3質(zhì)量和由SO2生產(chǎn)這些SO3所放出的熱量。
答案:(1)壓強一定時,溫度升高時,SO2轉(zhuǎn)化率下降,說明升溫有利逆反應(yīng)的進行,所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)增大壓強對提高SO2轉(zhuǎn)化率無顯著影響,反而會增加成本。(3)否 否 (4)濃硫酸 (5)8.0×103t 9.83×109kJ
解析:(1)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以看出,在相同壓強下(如在0.1MPa下)升高溫度(如由400℃升高到500℃)時SO2的轉(zhuǎn)化率降低(由99.2%降低為93.5%),即升高溫度時此化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動,而升高溫度化學(xué)平衡應(yīng)該向吸熱反應(yīng)方向移動,所以此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
(2)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以得知:在0.1MPa(即常壓1atm下)SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,如在400℃時已達99.2%,若增大壓強到10MPa(即100atm),壓強增大了100倍但是SO2的轉(zhuǎn)化率值增大為99.9%,只增大了0.7%變化不大。而壓強增大100倍,需要對設(shè)備的材料、動力、能源等都作相應(yīng)的提高,既要增大成本投入。
(3)使用催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)的速率,改變反應(yīng)到達平衡的時間,不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動,即對SO2的轉(zhuǎn)化率不產(chǎn)生影響;而在一定條件下,化學(xué)反應(yīng)放出的熱量與參加反應(yīng)的反應(yīng)物的量成正比,因SO2的轉(zhuǎn)化率不變,所以反應(yīng)放出的熱量也不會增大。
(4)在生產(chǎn)實際中是采用98.3%的濃硫酸作吸收劑來吸收SO3的。因為若用水進行吸收會形成酸霧,將影響SO3的吸收速率和效率。
(5)1萬噸98%的硫酸含H2SO4的質(zhì)量:9.8×109g! 設(shè)需要SO3的質(zhì)量為x,該反應(yīng)產(chǎn)生的熱量為y。
H2SO4 - SO3 - 放出的熱量
98g 80g 196.9kJ
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