题目
(2023·辽宁选考)硫酸工业在国民经济中占有重-|||-要地位。-|||-(1)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76% 以-|||-下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:-|||-(O)_(2)+S(O)_(2)+(H)_(2)O=NO+(H)_(2)S(O)_(4)-|||-+(O)_(2)=2N(O)_(2)-|||-①上述过程中NO2的作用为 __-|||-②为了适应化工生产的需求,铅室法最终被接-|||-触法所代替,其主要原因是 __-|||-__ (答出两点即可)。-|||-(2)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:-|||-(O)_(2)(g)+dfrac (1)(2)(O)_(2)(g)leftharpoons S(O)_(3)(g) Delta H=-98.9-|||-cdot mo(l)^-1-|||-①(命题角度:速率一温度图像分析)为寻求固-|||-定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘-|||-制相应转化率(α )下反应速率(数值已略去)与-|||-温度的关系如图所示,下列说法正确的-|||-是 __ 。(2023·辽宁选考)硫酸工业在国民经济中占有重-|||-要地位。-|||-(1)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76% 以-|||-下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:-|||-(O)_(2)+S(O)_(2)+(H)_(2)O=NO+(H)_(2)S(O)_(4)-|||-+(O)_(2)=2N(O)_(2)-|||-①上述过程中NO2的作用为 __-|||-②为了适应化工生产的需求,铅室法最终被接-|||-触法所代替,其主要原因是 __-|||-__ (答出两点即可)。-|||-(2)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:-|||-(O)_(2)(g)+dfrac (1)(2)(O)_(2)(g)leftharpoons S(O)_(3)(g) Delta H=-98.9-|||-cdot mo(l)^-1-|||-①(命题角度:速率一温度图像分析)为寻求固-|||-定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘-|||-制相应转化率(α )下反应速率(数值已略去)与-|||-温度的关系如图所示,下列说法正确的-|||-是 __ 。
题目解答
答案
解析
步骤 1：分析NO2的作用
在反应$N{O}_{2}+S{O}_{2}+{H}_{2}O=\!=\!= NO+{H}_{2}S{O}_{4}$中，NO2作为氧化剂，将SO2氧化为H2SO4，同时自身被还原为NO。在反应$2NO+{O}_{2}=\!=\!= 2N{O}_{2}$中，NO被氧化为NO2。因此，NO2在反应中起到催化剂的作用，因为它在反应前后没有被消耗，只是参与了反应的中间过程。
步骤 2：分析铅室法被接触法代替的原因
铅室法在生产过程中会产生NO和NO2，这些物质会污染空气，影响环境。此外，NO2可以溶解在硫酸中，给产物硫酸带来杂质，导致产率不高。因此，为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替。
步骤 3：分析速率-温度图像
在速率-温度图像中，α=0.90、α=0.88和α=0.92的曲线分别代表了不同转化率下的反应速率与温度的关系。从图像中可以看出，α越大，反应速率最大值对应温度越低。因此，可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度。
步骤 4：分析不同催化剂下的温度和转化率关系
在不同催化剂下，温度和转化率关系的图像中，催化性能最佳的是d。从图像中可以看出，d的曲线在温度较低时，转化率较高，说明d的催化性能最佳。
在反应$N{O}_{2}+S{O}_{2}+{H}_{2}O=\!=\!= NO+{H}_{2}S{O}_{4}$中，NO2作为氧化剂，将SO2氧化为H2SO4，同时自身被还原为NO。在反应$2NO+{O}_{2}=\!=\!= 2N{O}_{2}$中，NO被氧化为NO2。因此，NO2在反应中起到催化剂的作用，因为它在反应前后没有被消耗，只是参与了反应的中间过程。
步骤 2：分析铅室法被接触法代替的原因
铅室法在生产过程中会产生NO和NO2，这些物质会污染空气，影响环境。此外，NO2可以溶解在硫酸中，给产物硫酸带来杂质，导致产率不高。因此，为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替。
步骤 3：分析速率-温度图像
在速率-温度图像中，α=0.90、α=0.88和α=0.92的曲线分别代表了不同转化率下的反应速率与温度的关系。从图像中可以看出，α越大，反应速率最大值对应温度越低。因此，可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度。
步骤 4：分析不同催化剂下的温度和转化率关系
在不同催化剂下，温度和转化率关系的图像中，催化性能最佳的是d。从图像中可以看出，d的曲线在温度较低时，转化率较高，说明d的催化性能最佳。