工业上常以黄铁矿(FeS2)为原料制备硫酸,其流程如图所示:

(1)写出FeS2的电子式 
。接触室制硫酸是生产的关键工序,其催化氧化的能量变化如图所示,该过程的热化学方程式为 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=-198kJ/mol2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=-198kJ/mol。

已知:E1=E2-198=E3-245=E6-791.4
(2)已知:S(298K)θ(SO2)=248.2J/K⋅mol,S(298K)θ(SO3)=256.8J/K⋅mol,S(298K)θ(O2)=205.2J/K⋅mol。接触室中SO2催化氧化反应在常温下 能能(填“能”或“不能”)自发。
(3)2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g),当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在0.5MPa、600℃时的α=0.8500.850。5.0MPa、550℃条件下p(SO3)=5×7.5×0.975100-3.75×0.9755×7.5×0.975100-3.75×0.975(列式即可,分压=总压×物质的量分数)。

(4)研究表明,SO2催化氧化的反应速率方程为:v=k(αα′-1)0.8(1-nα′)。式中:k为反应速率常数,α为SO2平衡转化率,α′为某时刻SO2转化率,n为常数。在α′=0.90时,将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程,得到v~t曲线,如图所示。反应速率v随温度升高,先逐渐提高后逐渐下降,其原因是 反应温度升高,速率常数k增大使速率加快,但α降低造成速率v减小,t<tm时,k增大对v的提高大于α引起的降低,t>tm后,速率常数k增大小于α引起的降低;反应温度升高,速率常数k增大使速率加快,但α降低造成速率v减小,t<tm时,k增大对v的提高大于α引起的降低,t>tm后,速率常数k增大小于α引起的降低;。

(5)以下说法正确的是 CDCD。
A.“吸收塔”中用水吸收SO3
B.可将硫酸厂周围的空气通入过量的BaCl2溶液,测定空气中SO2的含量
C.吸收液从上向下喷,有助于提高硫酸产率
D.相同条件下,等物质的量的FeS和FeS2,FeS2制备硫酸的产量更高


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【答案】
;2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=-198kJ/mol;能;0.850;;反应温度升高,速率常数k增大使速率加快,但α降低造成速率v减小,t<tm时,k增大对v的提高大于α引起的降低,t>tm后,速率常数k增大小于α引起的降低;;CD

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发布:2024/5/14 8:0:9组卷:45引用:1难度:0.5
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