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  • 1. (2023·辽宁) 硫酸工业在国民经济中占有重要地位。

    1. (1) 我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有SO2(填化学式)。

        

    2. (2) 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:

      NO2+SO2+H2O=NO+H2SO4

      2NO+O2=2NO2

      (ⅰ)上述过程中NO2的作用为

      (ⅱ)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)。

    3. (3) 接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:

      SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.9kJ·mol-1

      (ⅰ)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)与温度的关系如下图所示,下列说法正确的是

        

      a.温度越高,反应速率越大

      b.α=0.88的曲线代表平衡转化率

      c.α越大,反应速率最大值对应温度越低

      d.可根据不同下的最大速率,选择最佳生产温度

      (ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如下图所示,催化性能最佳的是(填标号)。

        

      (ⅲ)设O2的平衡分压为p,SO2的平衡转化率为αe , 用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算)。

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