1、填空题  工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2 7%,O2 11%,N2 82%):
| ?压强/MPa 转化率/%
 温度/℃?
 
 | 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的氧化是放热反应,如何利用表中数据推断此结论?________________________________________________________。
(2)在400~500℃时,SO2的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是:__________________________________________。
(3)选择适宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率?________(填“是”或“否”),是否可以增大该反应放出的热量?________(填“是”或“否”)。
(4)为提高SO3吸收率,实际生产中用________吸收SO2。
(5)已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-196.9 kJ·mol-1,计算每生产1万吨98%的硫酸所需要的SO3质量和由SO2生产这些SO3所放出的热量。
 
	参考答案:(1)压强一定时,温度升高时,SO2转化率下降,说明升温有利逆反应的进行,所以正反应为放热反应
(2)增大压强对提高SO2转化率无显著影响,反而会增加成本
(3)否 ?否
(4)浓硫酸
(5)8.0×103 t 9.845×109 kJ
	本题解析:(1)根据表格中的数据可以看出,在相同压强下(如在0.1 MPa下)升高温度(如由400℃升高到500℃)时SO2的转化率降低(由99.2%降低为93.5%),即升高温度时此化学平衡向逆反应方向移动,而升高温度化学平衡应该向吸热反应方向移动,所以此反应的正反应为放热反应。
(2)根据表格中的数据可以得知:在0.1MPa下SO2的转化率已经很高,如在400℃时已达99.2%,若增大压强到10 MPa,压强增大了100倍但是SO2的转化率增大为99.9%,只增大了0.7%,变化不大。而压强增大100倍,需要对设备的材料、动力、能源等都做相应地提高,增大成本投入。
(3)使用催化剂只能改变化学反应的速率,改变反应到达平衡的时间,不能使化学平衡发生移动,即对SO2的转化率不产生影响;而在一定条件下,化学反应放出的热量与参加反应的反应物的量成正比,因SO2的转化率不变,所以反应放出的热量也不会增大。
(4)在生产实际中是采用98.3%的浓硫酸作吸收剂来吸收SO3的。因为若用水进行吸收会形成酸雾,将影响SO3的吸收速率和效率。
(5)1万吨98%的硫酸含H2SO4的质量:9.8×109 g。
设需要SO3的质量为x,该反应产生的热量为y。
H2SO4~ SO3~ 放出的热量
98 g?80 g?196.9 kJ×
9.8×109 g? x?y
则 =
= =
= ,
,
解得x=8.0×103 t,y=9.845×109 kJ。
	本题难度:一般
	        2、实验题  (15分)【化学——化学与技术】
(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用如图所示的工艺流程生产硫酸。

请回答下列问题:
①为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装______________(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是__________________________。
②为使硫黄充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为________。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为________。(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是____________________________________________。
③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是________。
A.耗氧量减少? B.二氧化硫的转化率提高
C.产生的废气减少? D.不需要使用催化剂
(2)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列哪些方面________(可多选)。
A.橡胶的硫化? B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产? D.过磷酸钙的制备
(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式__________________________________________、______________________________、___________________________________________。
 
	参考答案:(15分)
(1)①热交换器(1分) 使浓H2SO4与SO3充分接触(1分) 
②6∶5(2分) 0.41% (2分)用氨水吸收(2分) ③A(2分)
(2)BCD(2分)
(3) CaCO3===CaO+CO2↑? SO2+CaO===CaSO3 2CaSO3+O2===2CaSO4(3分)
	本题解析:(1)①SO2与O2的反应为放热反应,为了充分利用能量,应安装热交换器;吸引塔中填充许多瓷管,增大三氧化硫与浓硫酸的接触面,有利于三氧化硫的吸收。
②燃烧室中的反应为S+O2 SO2,假设SO2的体积为x,则流量计1中通入氧气的体积为1.5x,接触室中的反应为2SO2 +O2
SO2,假设SO2的体积为x,则流量计1中通入氧气的体积为1.5x,接触室中的反应为2SO2 +O2 2SO3,则流量计2中通入氧气的体积为1.25x;流量计1中通入空气的体积为7.5x,流量计2中通入空气的体积为6.25x,故流经流量计1和流量计2的空气体积比应为7.5x∶6.25x=6∶5;燃烧室剩余空气6.5x,接触室剩余空气6.25x-x=5.775x,剩余SO2为0.05x,故b管尾气中SO2的体积分数为0.41%;SO2为酸性氧化物,可以用碱液(如氨水)吸收。
2SO3,则流量计2中通入氧气的体积为1.25x;流量计1中通入空气的体积为7.5x,流量计2中通入空气的体积为6.25x,故流经流量计1和流量计2的空气体积比应为7.5x∶6.25x=6∶5;燃烧室剩余空气6.5x,接触室剩余空气6.25x-x=5.775x,剩余SO2为0.05x,故b管尾气中SO2的体积分数为0.41%;SO2为酸性氧化物,可以用碱液(如氨水)吸收。
③硫铁矿中铁的氧化需要消耗O2,A项正确;原料选择与SO2的转化率无关,B项错误;用硫铁矿为原料产生的废渣较多,但废气量相同,C项错误;用SO2制取SO3的过程中都需要使用催化剂,D项错误。
(2)橡胶硫化所用到的为单质硫,A项错误;烷基苯磺酸钠中含有磺酸基,制取过程中需要发生磺化反应,B项正确;铅蓄电池中需要用到硫酸和硫酸铅,C项正确;过磷酸钙的制取过程中需要浓硫酸和磷矿石,D项正确。
(3)CaCO3高温分解生成CO2和CaO,SO2为酸性氧化物,可以和碱性氧化物CaO反应生成CaSO3,而CaSO3易被氧化为CaSO4,所以发生反应的化学方程式为:CaCO3===CaO+CO2↑? SO2+CaO===CaSO3 2CaSO3+O2===2CaSO4
	本题难度:一般
	        3、选择题  绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料中的原子全部转变成所需产物,不产生副产物,实现零排放。下列几种生产乙苯( )的方法中,原子经济性最好的是(反应均在一定条件下进行)
)的方法中,原子经济性最好的是(反应均在一定条件下进行)
[? ]
A.
B.
C.
D.
 
	参考答案:C
	本题解析:
	本题难度:简单
	        4、选择题  关于工业生产的叙述,错误的是? (  )。
A.制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英
B.氨是制作氮肥、硝酸、铵盐的重要原料
C.将二氧化硫催化氧化生成三氧化硫后,在吸收塔内用水吸收制得浓硫酸
D.制造普通水泥的主要原料是黏土、石灰石
 
	参考答案:C
	本题解析:H2SO4虽然是由SO3和H2O化合制得,但工业上并不直接用H2O和稀硫酸来吸收SO3。因为那样容易形成酸雾,不利于SO3的吸收,为了尽可能提高吸收效率,工业上用质量分数为98.3%的浓硫酸作吸收剂。
	本题难度:一般
	        5、选择题  工业上用以合成氨的原料之一_____氢气,有一种来源是取自石油气。有人设计了以下反应途径,假设反应都能进行,你认为最合理的是 
[? ]
A.C3H8 C+H2
 C+H2
B.C3H8 C3H6+H2
 C3H6+H2
C.C3H8+H2O CO+H2
 CO+H2 
D.C3H8+O2  CO2+H2O? H2O
CO2+H2O? H2O  H2+O2
H2+O2
 
	参考答案:C
	本题解析:
	本题难度:简单