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工業(yè)生產(chǎn)硫酸時(shí),利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個(gè)關(guān)鍵步驟。壓強(qiáng)及溫度對(duì)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
轉(zhuǎn)化率/%
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(yīng),如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結(jié)論?
壓強(qiáng)一定時(shí),升高溫度,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率降低,說(shuō)明升溫有利于逆反應(yīng)進(jìn)行,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
壓強(qiáng)一定時(shí),升高溫度,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率降低,說(shuō)明升溫有利于逆反應(yīng)進(jìn)行,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

(2)在400℃~500℃時(shí),SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓,主要原因是:
增大壓強(qiáng)對(duì)提高二氧化硫轉(zhuǎn)化率無(wú)顯著影響,反而增加成本
增大壓強(qiáng)對(duì)提高二氧化硫轉(zhuǎn)化率無(wú)顯著影響,反而增加成本
。
(3)選擇適宜的催化劑,是否可以提高SO2的平衡轉(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)在SO2催化氧化設(shè)備中設(shè)置熱交器的目的是
提高精致?tīng)t氣溫度,已達(dá)到最佳催化效果
提高精致?tīng)t氣溫度,已達(dá)到最佳催化效果
降低生成物三氧化硫的溫度,以利其被吸收
降低生成物三氧化硫的溫度,以利其被吸收
,從而充分利用能源。
(5)為提高SO3吸收率,實(shí)際生產(chǎn)中用
濃硫酸
濃硫酸
吸收SO3;尾氣中SO2必須回收,主要是為了
防止二氧化硫排放到大氣中導(dǎo)致酸雨形成
防止二氧化硫排放到大氣中導(dǎo)致酸雨形成

(6)研究表明,SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程式為:
v
=
k
α
α
-
1
0
.
8
(1-nα′),方程式中:k為反應(yīng)速率常數(shù),隨溫度t升高而增大;α為SO2平衡轉(zhuǎn)化率,α′為某時(shí)刻SO2轉(zhuǎn)化率,n為常數(shù)。在α′=0.90時(shí),將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程,得到v~t曲線(xiàn),如圖所示。線(xiàn)上v最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱(chēng)為該α′下反應(yīng)的最適宜溫度tm。t<tm時(shí),v逐漸提高:t>tm后,v逐漸下降。原因是
升高溫度,k增大使v逐漸提高,但α降低使v逐漸下降,當(dāng)t<tm,k增大對(duì)v的提高大于α引起的降低;當(dāng)t>tm,k增大對(duì)v的提高小于α引起的降低。
升高溫度,k增大使v逐漸提高,但α降低使v逐漸下降,當(dāng)t<tm,k增大對(duì)v的提高大于α引起的降低;當(dāng)t>tm,k增大對(duì)v的提高小于α引起的降低。
。

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的影響因素
【答案】壓強(qiáng)一定時(shí),升高溫度,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率降低,說(shuō)明升溫有利于逆反應(yīng)進(jìn)行,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng);增大壓強(qiáng)對(duì)提高二氧化硫轉(zhuǎn)化率無(wú)顯著影響,反而增加成本;否;否;提高精致?tīng)t氣溫度,已達(dá)到最佳催化效果;降低生成物三氧化硫的溫度,以利其被吸收;濃硫酸;防止二氧化硫排放到大氣中導(dǎo)致酸雨形成;升高溫度,k增大使v逐漸提高,但α降低使v逐漸下降,當(dāng)t<tm,k增大對(duì)v的提高大于α引起的降低;當(dāng)t>tm,k增大對(duì)v的提高小于α引起的降低。
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:7引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7
  • 2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(  )
    ①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
    ②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1

    發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5
  • 3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來(lái)合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).

    (1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線(xiàn).
    ①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有關(guān)說(shuō)法正確的是
     

    a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
    b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
    c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
    d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
    (2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
    則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ?mol-1
    (3)2009年10月,中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
    ①該電池正極的電極反應(yīng)式為
     

    ②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
     
    個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移.
    (4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是
     
    、
     
    (用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示)

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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