硫酸工业中，作为催化剂的V2O5对反应I的催化循环过程经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段，图示如下：...

硫酸工业中，作为催化剂的V2O5对反应I的催化循环过程经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段，图示如下：

（1）下列分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下：

则反应I的△H=_______kJ/mol。反应Ⅲ的化学方程式为__________________。

（2）从废钒催化剂中回收V2O5的过程如下：

①VO2+离子可由钒同价态的简单阳离子完全水解得到，该水解反应的离子方程式_________。

②“沉钒”时为使钒元素的沉淀率达到98%，至少应调节溶液中的c(NH4+)为________[25℃，Ksp(NH4VO3) =1.6×10-3，溶液体积变化忽略不计]。

（3）采用脱硫脱硝技术，同时吸收SO2和NOx，获得(NH4)2SO4的稀溶液。

①向此溶液稀溶液中再加入少量(NH4)2SO4固体，将_______（填“变大”、“不变”或“变小”）。

②常温下，0.05mol/L(NH4)2SO4溶液的pH=a,则=_______（用含a的代数式表示，NH3·H2O的Kb=1.7×10-5）

高三化学填空题困难题查看答案及解析

硫氧化物易引起环境行染，需要悉心研究。

(1)二氧化硫可用于催化氧化制硫酸。硫酸工业中,作为催化剂的V2O5对反应I的催化循环过程经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段，如图所示：

下列分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下：

反应Ⅰ的△H=-98 kJ ·mol-1,则 a=____________。反应Ⅲ的化学方程式为______________。将2molSO2和1molO2充入密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。平衡时SO3的体积分数(% )随温度和压强的变化如表所示：下列判断正确的是（_____________）

A．b >e　

B．415℃、2.0MPa时O2的转化率为60%

C．在一定温度和压强下,加入V2O5作催化剂能加快反应速率,提高SO3的体积分数

D．平衡常数K(550℃)>K(350℃)

(2)较纯的SO2,可用于原电池法生产硫酸。图中离子交换膜是________离子交换膜(填“阴”、“阳”)。

(3)研究发现，含碱式硫酸铝的溶液与SO2结合的方式有2种：其一是与溶液中的水结合。其二是与碱式硫酸铝中的活性Al2O3结合，通过酸度计测定吸收液的pH变化，结果如右图所示：

请解释曲线如图变化的原因_______________________________。

(4)取五等份SO3,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：3SO3(g)(SO3)3(g) △H<0，反应相同时间后，分别测定体系中SO3的百分含量,并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是（_____）

(5)用Na2SO3溶液作为吸收液吸收SO2时，产物为NaHSO3,已知亚硫酸的两级电离平衡常数分别为Ka1、Ka2。则常温下NaHSO3溶液显酸性的充要条件为_____________。(用含为Ka1、Ka2的代数式表示)

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硫氧化物易引起环境行染，需要悉心研究。

(1)二氧化硫可用于催化氧化制硫酸。硫酸工业中,作为催化剂的V2O5对反应I的催化循环过程经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段，如图所示：

下列分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下：

反应Ⅰ的△H=-98 kJ ·mol-1,则 a=____________。反应Ⅲ的化学方程式为______________。将2molSO2和1molO2充入密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。平衡时SO3的体积分数(% )随温度和压强的变化如表所示：下列判断正确的是（_____________）

A．b >e　

B．415℃、2.0MPa时O2的转化率为60%

C．在一定温度和压强下,加入V2O5作催化剂能加快反应速率,提高SO3的体积分数

D．平衡常数K(550℃)>K(350℃)

(2)较纯的SO2,可用于原电池法生产硫酸。图中离子交换膜是________离子交换膜(填“阴”、“阳”)。

(3)研究发现，含碱式硫酸铝的溶液与SO2结合的方式有2种：其一是与溶液中的水结合。其二是与碱式硫酸铝中的活性Al2O3结合，通过酸度计测定吸收液的pH变化，结果如右图所示：

请解释曲线如图变化的原因_______________________________。

(4)取五等份SO3,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：3SO3(g)(SO3)3(g) △H<0，反应相同时间后，分别测定体系中SO3的百分含量,并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是（_____）

(5)用Na2SO3溶液作为吸收液吸收SO2时，产物为NaHSO3,已知亚硫酸的两级电离平衡常数分别为Ka1、Ka2。则常温下NaHSO3溶液显酸性的充要条件为_____________。(用含为Ka1、Ka2的代数式表示)

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在一定的温度、压强和钒催化剂存在的条件下，SO2被空气中的O2氧化为SO3。V2O5是钒催化剂的活性成分，郭汗贤等提出：V2O5在对反应I的催化循环过程中，经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段，图示如图1：

图1

（1）①已知有关气体分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下：

由此计算反应Ⅰ的△H=_________kJ·mol-1。

②写出反应Ⅱ的化学方程式_________。

（2）不能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是_________。

A．恒容密闭容器中混合气体的压强不再变化

B．恒容密团容器中混合气体的密度不再变化

C．混合气体的总物质的量不再变化

D．混合气体的平均相对分子质量不再变化

E．n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)=2∶1∶2

F．SO2气体的百分含量不再变化

（3）在保持体系总压为105Pa的条件下进行反应SO2+1/2O2SO3，原料气中SO2和O2的物质的量之比m(m=)不同时，SO2的平衡转化率与温度(t)的关系如下图所示：

①图中m1、m2、m3的大小顺序为_________，理由是_________。

②反应I的化学平衡常数Kp表达式为_________(用平衡分压代替平衡浓度表示)。图中A点原料气的成分是：n(SO2)=10mol,n(O2)=24.4mol,n(N2)=70mol,达平衡时SO2的分压p(SO2)为_________Pa。(分压=总压×物质的量分数)。

③近年，有人研发出用氧气代替空气的新工艺，使SO2趋于全部转化。此工艺的优点除了能充分利用含硫的原料外，主要还有_________。

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V2O5是接触法制硫酸的重要催化剂，工业上生产V2O5的工艺流程如下：请回答下列问题：

（1）步骤①所得废渣的成分是　　　　　　　　　　 (写化学式)，它与NaOH溶液反应的离子反应方程式为　　　　　　　　　　　 。

（2）步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂)：

R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)2RAn(有机层)+nH2SO4(水层)，

①实验室中步骤②、③使用的主要仪器是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②中萃取时必须加入适量碱，其原因是　　 　　　　　　　　　　　　 。

（3）步骤③中X试剂为　 　　　　　　 　 ，步骤④的目的是　　　　　　　　　 ，步骤⑤的离子方程式为　　　　　　　　　　　 。

（4）该工艺流程中，可以循环利用的物质有 　　　　 　　 和　　 　　　　　 。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

V2O5是接触法制硫酸的重要催化剂，工业上生产V2O5的工艺流程如下：

（1）步骤①所得废渣与NaOH溶液反应的离子反应方程式为_______________________；

（2）步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂)：

R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)2RAn(有机层)+nH2SO4(水层)，

①实验室中步骤②、③使用的主要仪器是_____________；

②步骤②中萃取时必须加入适量碱，其原因是_____________________________；

（3）步骤③中X试剂为_________(填化学式)，步骤④的目的是___________________；

（4）该工艺流程中，可以循环利用的物质有___________和____________(填名称)。

高三化学实验题困难题查看答案及解析

可逆反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）是硫酸工业的最重要反应，因该反应中使用催化剂而被命名为接触法制硫酸。

（1）使用V2O5催化该反应时，涉及到催化剂V2O5的热化学反应有：

①V2O5（s）＋SO2（g）V2O4（s）＋SO3（g）　 △H1＝＋59.6kJ·mol-1

②2V2O4（s）＋O2（g）2V2O5（s）　 △H2＝－315.4kJ·mol－1

则2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　 △H3＝__________kJ·mol-1

（2）向10 L密闭容器中加入V2O4（s）、SO2（g）各1 mol及一定量的O2，改变加入O2的量，在常温下反应一段时间后，测得容器中V2O4、V2O5、SO2和SO3的量随反应前加入O2的变化如图甲所示，图中没有生成SO3的可能原因是_________________________

（3）在原10 L的恒容装置中，加入V2O5（s）、SO2（g）各0．6 mol，O2（g）0．3 mol，分别在T1、T2、T3时进行反应，测得容器中SO2的转化率如图乙所示。

①T2时，2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）的平衡常数K＝__________。

②结合化学方程式及相关文字，解释反应为什么在T3条件下比T2条件下的速率慢：_____

（4）在温度T2使用V2O5进行反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g），在保证O2（g）的浓度不变的条件下，增大容器的体积，平衡__________（填字母代号）。

A．向正反应方向移动　　　　　　　　　　 B．向逆反应方向移动

C．不移动　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．无法确定

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是硫酸工业中非常重要的一个反应，因该反应中使用催化剂而被命名为接触法制硫酸。

(1)使用 V2O5 催化该反应时，涉及到催化剂 V2O5 的热化学反应有：

①V2O5 (s)＋SO2 (g)V2 O4 (s)＋SO3 (g)　　 △H1＝＋59．6kJ·mol－1

②2V2O4(s)＋O2(g)2V2O5(s)　　 △H2＝-314．4kJ·mol-1

则2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H3＝_____，若降低温度，该反应速率会_____（填“增大”或“减小”）

(2)向 10 L 密闭容器中加入 V2O4(s)、SO2(g)各 1 mol 及一定量的 O2，改变加入 O2 的量，在常温下反应一段时间后，测得容器中 V2O4、V2O5、SO2 和 SO3 的量随反应前加入 O2 的变化如图甲所示，图中没有 生成 SO3 的可能原因是____________________________________________________。

(3)向 10 L 密闭容器中加入 V2O5(s)、SO2(g)各 0.6mol，O2(g)0.3mol，保持恒压的条件下 分别在 T1、T2、T3 三种温度下进行反应，测得容器中 SO2 的转化率如图乙所示。

①T1　 _____T2(填“>”或“<”)。

②T2时，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数K＝_____。若向该容器通入高温 He(g)（不参加反应，高于T2），SO3 的产率将______选填“增大”“减小”“不变”“无法确定”），理由是_____。

③结合化学方程式及相关文字，解释反应为什么在 T3 条件下比 T2 条件下的速率慢：__________。

(4)T2 时使用 V2O5 进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，在保证 O2(g)的浓度不变的条件下，增大容器的体积，平衡_____（填字母代号）。

A．向正反应方向移动　　 B．不移动　　 C．向逆反应方向移动　　 D．无法确定

高三化学综合题困难题查看答案及解析

SO2催化氧化过程中，不符合工业生产实际的是

A. 采用热交换器循环利用能量　　 B. 压强控制为20～50MPa

C. 反应温度控制在450℃左右　　 D. 使用V2O5作催化剂

高三化学单选题简单题查看答案及解析

钒及其化合物在工业生产中有着广泛的应用，可作为制硫酸的催化剂，从含钒废料（含有V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3等）中回收V2O5的流程如下：

巳知:NH4VO3微溶于冷水，易溶于热水，不溶于乙醇。

回答下列问题：

(1)为提高浸出速率，除适当増加硫酸浓度外，还可采取的措施有______(写出一条)，滤渣1的成分是_____________，酸浸时V2O4发生反应的离子方程式为_______________。

(2)“氧化反应”反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为______。

(3)该流程中可循环利用的物质有______(填化学式)。

(4)已知+2H++H2O，沉钒”过程中，主要反应的离子方程式为______。沉钒后为了得到尽可能多的NH4VO3，需要进行的主要操作有：冷却过滤、___________。

(5)钒电池是目前发展势头强劲的优秀绿色环保电池，全钒液流储能电池就是其中一种，它的正负极活性物质形成的电解质溶液相互分开，该电池采用石墨电极，其工作原理示意如图。放电时正极反应式为_____，充电时质子的移动方向为_____(填“从左向右”或“从右向左”)。

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