接触法制硫酸是先把SO2催化氧化成SO3，然后用浓硫酸吸收得到的SO3制取产品．某工厂生产硫酸时，进入接触室的原料气成分为SO27%、O211%、N282%（体

题文

接触法制硫酸是先把SO₂催化氧化成SO₃，然后用浓硫酸吸收得到的SO₃制取产品．某工厂生产硫酸时，进入接触室的原料气成分为SO₂7%、O₂11%、N₂82%（体积分数）．
（1）计算标准状况下10m³原料气中的SO₂物质的量______mol．
（2）计算标准状况下10m³原料气的质量______．
（3）若SO₂的转化率为99.2%，计算接触室导出的气体中SO₃的体积分数______．
（4）若接触室导出的气体中含6.72%（体积分数）的SO₃．把出口气体送进吸收塔，用98%的硫酸吸收，可得到“发烟H₂SO₄”（H₂SO₄和SO₃的混合物，其中含质量分数为20%的SO₃）．计算吸收1000m³出口气体（已折算为标准状况）所需要的98%的硫酸的质量______．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）原料气中SO₂的体积分数为7%，故10m³原料气中的SO₂的体积为10m³×7%=0.7m³=700L，故标准状况下二氧化硫的物质的量为700L22.4L/mol=31.25mol，
故答案为：31.25；
（2）原料气中O₂的体积分数为11%，故10m³原料气中的O₂的体积为10m³×11%=1.1m³=1100L，故标准状况下氧气的物质的量为1100L22.4L/mol=49.11mol，
原料气中N₂的体积分数为82%，故10m³原料气中的N₂的体积为10m³×82%=8.2m³=8200L，故标准状况下氮气的物质的量为8200L22.4L/mol=366.07mol，
故标准状况下10m³原料气的质量为：31.25mol×64g/mol+49.11mol×32g/mol+366.07mol×28g/mol=13821.48≈13.82kg，
答：标准状况下10m³原料气的质量为13.82kg；
（3）SO₂的转化率为99.2%，则参加反应的二氧化硫的体积为10m³×7%×99.2%=0.6944m³，则：
2SO₂+O₂=2SO₃ 体积减少△V
2 2 1
0.6944m³0.6944m³ 0.3472m³
故反应后气体的体积为10m³-0.3472m³=9.6528m³，
故接触室导出的气体中SO₃的体积为0.6944m³，体积分数为0.6944m39.6528m3×100%=7.19%，
答：接触室导出的气体中SO₃的体积分数为7.19%；
（4）假设需要浓硫酸的质量为mg，则浓硫酸中硫酸的质量为mg×98g%=0.98mg，物质的量为0.98mg98g/mol=0.01m mol
浓硫酸中水的质量为mg-0.98mg=0.02mg，物质的量为0.02mg18g/mol=0.01m9mol，故吸收三氧化硫后生成的硫酸的物质的量为0.01m9mol，发烟硫酸中硫酸的物质的量为0.01m mol+0.01m9mol=0.1m9mol，
1000m³出口气体中三氧化硫的体积为1000m³×6.72%=67.2m³=67200L，SO₃的物质的量为67200L22.4L/mol=3000mol，被水吸收后剩余的三氧化硫的物质的量为3000mol-0.01m9mol，
故0.1m9mol×98g/mol：（3000mol-0.01m9mol）×80g/mol=（1-20%）：20%，解得m=664615g=664.6kg，
答：吸收1000m³出口气体所需要的98%的硫酸的质量为664.6kg．

解析

700L22.4L/mol

考点

据考高分专家说，试题“接触法制硫酸是先把SO2催化氧化成SO3.....”主要考查你对 [化学反应方程式 ]考点的理解。

化学反应方程式

化学方程式：

用化学式来表示化学反应的式子，叫做化学方程式。化学方程式不仅表明了反应物、生成物和反应条件，同时，通过相对分子质量或相对原子质量还可以表示个物质之间的质量关系，即各物质之间的质量比。

书写化学方程式要遵守两个原则：

一是必须以客观事实为基础，绝不能凭空臆想、臆造事实上不存在的物质和化学反应；
二是要遵守质量守恒定律，等号两边各原子种类与数目必须相等。

化学方程式的意义：

化学方程式不仅表明了反应物、生成物和反应条件。同时，化学计量数代表了各反应物、生成物物质的量关系，通过相对分子质量或相对原子质量还可以表示各物质之间的质量关系，即各物质之间的质量比。对于气体反应物、生成物，还可以直接通过化学计量数得出体积比。