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硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位.(1)硫酸的最大消费渠道是化肥工业,用硫酸制造的常见化肥有 (任写一种).(2)硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 (填写序号).A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B.使用V2O5作催化剂C.转化器中使用适宜的温度 D.净化后的炉气中要有过量的空气E.催化氧化在常压下进行 F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3(3)在硫酸工业中,通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-98.3kJ?mol-1在实际工业生产中,常采用“二转二吸法”,即将第一次转化生成的SO2分离后,将未转化的SO2进行二次转化,假若两次SO2的转化率均为95%,则最终SO2的转化率为 .(4)硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、转化器、吸收塔).①三个设备分别使反应物之间或冷热气体间进行了“对流”.请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的. .②工业生产中常用氨-酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的.用化学方程式表示其反应原理.(只写出2个方程式即可) .试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位.
(1)硫酸的最大消费渠道是化肥工业,用硫酸制造的常见化肥有
(任写一种).
(2)硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有
(填写序号).
A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B.使用V
2
O
5
作催化剂
C.转化器中使用适宜的温度 D.净化后的炉气中要有过量的空气
E.催化氧化在常压下进行 F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO
3
(3)在硫酸工业中,通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫:
2SO
2
(g)+O
2
(g)
2SO
3
(g)△H=-98.3kJ?mol
-1
在实际工业生产中,常采用“二转二吸法”,即将第一次转化生成的SO
2
分离后,将未转化的SO
2
进行二次转化,假若两次SO
2
的转化率均为95%,则最终SO
2
的转化率为
.
(4)硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、转化器、吸收塔).
①三个设备分别使反应物之间或冷热气体间进行了“对流”.请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的.
.
②工业生产中常用氨-酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的.用化学方程式表示其反应原理.(只写出2个方程式即可)
.
试题解答
见解析
(1)硫酸的用途广泛,化肥、医药、农药的生产,金属矿石的处理,金属材料的表面清洗等都要用到硫酸;
(2)化学平衡的适用范围是可逆反应,在工业接触法制硫酸2SO
2
+O
2
2SO
3
为可逆反应,化学平衡移动的条件有:浓度、温度、压强.催化剂V
2
O
5
的作用是提高反应速率,温度控制在450℃左右,是根据使催化剂的活性最强确定,压强采用常压.因此根据化学平衡移动原理来确定的条件只有浓度;
(3)转化率:可逆反应到达平衡时,某反应物的转化浓度(等于某反应物的起始浓度和平衡浓度的差)与该反应物的起始浓度比值的百分比.可用以表示可逆反应进行的程度;
(4)沸腾炉中,黄铁矿从顶部加入,空气从底部通入,形成对流;接触室中热交换器内部温度高的气体和外部温度低的气体形成热量对流;吸收塔的气体底部进入,从下向上运动,冷的浓硫酸从吸收塔顶部喷洒,从上向下运动,形成流动,进行热量交换.
(1)用硫酸制造的常见化肥有硫酸铵、硫酸氢铵、硫酸锌、硫酸钾等,故答案为:硫酸铵或硫酸氢铵或硫酸锌或硫酸钾;
(2)硫酸生产中,第二步:SO
3
的制取反应原理为:2SO
2
+O
2
2SO
3
,该反应为可逆反应,根据化学平衡原理为了提高SO
2
的转化率,通常采用增大O
2
浓度的方法来达到使SO
2
尽可能多的转化为SO
3
的目的.
A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎,目的是为了增大黄铁矿与空气的接触面,加快4FeS
2
+11O
2
2Fe
2
O
3
+8SO
2
反应速率,而不是从2SO
2
+O
2
2SO
3
反应中化学平衡角度考虑,故A不正确;
B.使用V
2
O
5
作催化剂,催化2SO
2
+O
2
2SO
3
反应,只能加快该反应的速率,不能使平衡移动,故B不正确;
C.接触室中催化转化器使用适宜的温度,目的是使催化剂活性最强,使反应速率最快,而实际上升高温度,会促使2SO
2
+O
2
2SO
3
平衡向吸热方向移动,即逆向移动,不利于提高SO
2
的转化率,故C不正确;
D.从沸腾炉中出来的气体成分为SO
2
、O
2
、N
2
,经过净化后,进入接触室,炉气中要有过量的空气,即增大O
2
浓度,会促使2SO
2
+O
2
2SO
3
平衡正向移动,有利于提高SO
2
的转化率,故D正确;
E.接触室中:2SO
2
+O
2
2SO
3
,增大压强促使平衡正向移动(即气体总体积减小的方向),减小压强促使平衡逆向移动(即气体总体积增大的方向).在常压下,不利于平衡正向移动,不利于提高SO
2
的转化率.对于该化学平衡,压强的增大,促使平衡正向移动,效果并不明显,所以工业上直接采用常压条件,而不采用高压条件,故E不正确;
F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO
3
,主要目的是防止产生酸雾,阻碍SO
3
的吸收,与化学平衡移动原理无关,故F不正确;
故答案为:D;
(3)设二氧化硫的初始浓度为a,则第一次转化掉的二氧化硫浓度为a×95%,剩余的二氧化硫浓度为a×(1-95%),进入第二次转化,则第二次转化掉的二氧化硫浓度为a×(1-95%)×95%
根据公式:转化率═转化浓度/初始浓度×100%
最终SO
2
的转化率═[a×95%+a×(1-95%)×95%]/a×100%═99.75%
故答案为:99.75%;
(4)①从接触室中出来的热气体SO
2
、O
2
、N
2
、SO
3
,在吸收塔的底部进入,从下向上运动,从吸收塔顶部喷洒冷的浓硫酸,从上向下运动;热气体SO
3
与冷的浓硫酸相对流动,进行热量交换,
故答案为:从接触室中出来的热气体SO
2
、O
2
、N
2
、SO
3
,在吸收塔的底部进入,从下向上运动;从吸收塔顶部喷洒冷的浓硫酸,从上向下运动;热气体SO
3
与冷的浓硫酸相对流动,进行热量交换;
②工业生产中常用氨-酸法进行尾气脱硫,即先用氨水吸收,再用浓硫酸处理.
先用氨水吸收时,发生反应:SO
2
+2NH
3
?H
2
O═(NH
4
)
2
SO
3
,再用浓硫酸处理时,发生反应:(NH
4
)
2
SO
3
+H
2
SO
4
═(NH
4
)
2
SO
4
+SO
2
↑+H
2
O,以达到消除污染、废物利用的目的.
故答案为:SO
2
+2NH
3
?H
2
O═(NH
4
)
2
SO
3
,(NH
4
)
2
SO
3
+H
2
SO
4
═(NH
4
)
2
SO
4
+SO
2
↑+H
2
O.
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化学
工业制取硫酸
相关试题
工业上制硫酸的设备分为三大部分,一是沸腾炉、二是接触室、三是吸收塔.在沸腾炉内煅烧黄铁矿生成二氧化硫;在接触室内有催化剂存在下二氧化硫进一步与氧气结合,生成三氧化硫;三氧化硫流经吸收塔时,采用98.3%的浓硫酸吸收,使三氧化硫最终与水化合形成硫酸.下面的装置是仿照工业上制备硫酸的工艺流程设计出来的,用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫.请回答下列问题:(1)写出沸腾炉内煅烧黄铁矿的反应方程式: 2Fe2O3+8SO2?
工业上由FeS2制H2SO4的转化关系如下:填写下列空白:(1)吸收塔中发生反应的化学方程式为 .(2)接触室内发生的反应为:SO2(g)+12O2(g)催化剂△SO3(g)△H=a kJ?mol-1 下表为不同温度(T)下该反应的化学平衡常数(K): T/K 673 723 823 923 K 423 37.4 20.5 4.68 ①根据上表数据及化学平衡理论,上述反应中a 0(填“>”或“<”).②K值越大,表明反应达到平衡时 (填标号).A.SO2的转化率一定越高 B.SO3的产量一定越大C.正反应进行得越完全 D.化学反应速率越大(3)考虑综合经济效益,当炉渣含铁量大于45%时,可用于制硫酸亚铁等.下列利用炉渣里的Fe2O3制FeSO4的方案中,最能体现绿色化学理念的方案是 (填标号)A.Fe2O3CO高温Fe稀硫酸 FeSO4B.Fe2O3稀硫酸 Fe2(SO4)3铁屑 FeSOC.Fe2O3铁粉高温Fe稀硫酸 FeSO4D.Fe2O3H2高温Fe硫酸铜溶液 FeSO4(4)为实现绿色环保、节能减排和废物利用等目的,某硫酸厂用碳酸钙作吸收剂与水配成浆液,洗涤尾气(SO2的体积分数为0.200%)并吸收SO2,得到石膏(CaSO4?2H2O).求:22.4m3(标准状况下)的尾气可制得石膏多少千克?(设二氧化硫的利用率为80.0%)?
硫酸是工业生产中最为重要的产品之一,在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸.(1)在硫酸工业生产中,我国采用黄铁矿为原料生产SO2,反应的化学方程式为: ,该反应在 中进行(填仪器名称).(2)为了有利于SO2转化为SO3,且能充分利用热能,采用了多层催化剂且有热交换器的 (填仪器名称)中进行反应.在如图所示的装置中,C处流出的气体有 ;SO3进入 (填仪器名称)用 吸收,得到浓硫酸或发烟硫酸.(3)实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择最合适的生产条件是 . 1个大气压 5个大气压 10个大气压 15个大气压 400℃ 0.9961 0.9972 0.9984 0.9988 500℃ 0.9675 0.9767 0.9852 0.9894 600℃ 0.8520 0.8897 0.9276 0.9468 (4)现在欲提高SO2的反应速率和转化率,下列措施可行的是 .A、向装置中通入氮气且保持体积不变 B、向装置中通入氧气且保持体积不变C、添加更多的催化剂 D、降低温度,及时转移SO3(5)由吸收塔排出的尾气中有SO2的含量如果超过500μL/L,就要加以处理后才能排出,处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫,用方程式表示氨水洗涤吸收塔排除的尾气的化学方程式 .?
工业上生产硫酸的流程图如图:请回答下列问题:(1)早期生产硫酸以黄铁矿为原料,但现在工厂生产硫酸以硫黄为原料,理由是 .(2)在气体进入催化反应室前需净化的原因是 .(3)在催化反应室中通常使用常压,在此条件下SO2的转化率为90%.但是部分发达国家采取高压条件下制取SO3,采取加压措施的目的除了加快反应速率外,还可以 ,从而提高生产效率.(4)工业生产中常用氨-酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染,废物利用的目的.用化学方程式表示其反应原理: .(5)除硫酸工业外,还有许多工业生产.下列相关的工业生产流程中正确的是 .A.海水提溴:海水浓缩氯气 热空气或水蒸气溴蒸汽碱液吸收 酸化 蒸馏 液溴B.海水提镁:海滩贝壳煅烧 水 石灰水海水 过滤 灼烧 MgO熔化电解镁C.工业制硝酸:空气放电 NO2水吸收硝酸→尾气处理D.工业合成氨:天然气一定条件下氢气合成塔过量氮气NH3、H2、N2.?
根据下图提供的信息,下列所得结论正确的是?
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第1章 物质及其变化
1.1 物质的组成和结构
核电荷数
画元素的原子结构示意图
物质的组成、结构和性质的关系
原子构成
原子核外电子的运动状态
原子核外电子排布
原子结构的构造原理
原子序数
质量数与质子数、中子数之间的相互关系
质子数、中子数、核外电子数及其相互联系
第2章 物质的量
2.1 物质的量
阿伏加德罗常数
阿伏加德罗定律及推论
摩尔质量
物质的量的单位——摩尔
物质的量的相关计算
相对分子质量及其计算
相对原子质量及其计算
第3章 物质变化中的能量变化
物质变化中的能量变化
常见的能量转化形式
反应热的大小比较
反应热和焓变
化学反应中能量转化的原因
化学能与热能的相互转化
化学能与热能的应用
化学在解决能源危机中的重要作用
清洁能源
燃烧热
热化学方程式
使用化石燃料的利弊及新能源的开发
探究吸热反应和放热反应
吸热反应和放热反应
用盖斯定律进行有关反应热的计算
中和热
第4章 卤素
卤素
碘与人体健康
卤化银
卤素原子结构及其性质的比较
氯、溴、碘及其化合物的综合应用
氯离子的检验
氯气的化学性质
氯气的实验室制法
氯气的物理性质
探究卤素单质间的置换反应
第5章 硫
硫
常见的生活环境的污染及治理
二氧化硫的化学性质
二氧化硫的污染及治理
工业制取硫酸
硫酸根离子的检验
硫酸盐
浓硫酸的性质
探究二氧化氮与水的反应
探究二氧化硫与水和品红溶液的反应
第6章 碱金属
碱金属
常见金属的活动性顺序及其应用
纯碱工业(侯氏制碱法)
粗盐提纯
碱金属的性质
金属的通性
氯碱工业
钠的化学性质
钠的物理性质
钠的重要化合物
焰色反应
第7章 元素周期律
元素周期律
非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律
金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律
同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系
同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系
微粒半径大小的比较
元素周期表的结构及其应用
元素周期律的实质
元素周期律的作用
元素周期律和元素周期表的综合作用
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