Question

硫酸工业流程如下所示：

（1）催化反应室发生反应的化学方程式是：

2SO₂（g）+O₂（g）

催化剂 .

△

2SO₃（g）

．
该反应通常用V₂O₅作催化剂，其催化机理可能是：V₂O₅氧化SO₂时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被O₂氧化．写出该催化循环机理的化学方程式：

SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂、O₂+4VO₂=2V₂O₅

．
（2）依据流程图判断下列说法正确的是

ac

（填字母）．
a．过量空气能提高SO₂的转化率
b．使用催化剂能提高SO₂的反应速率和转化率
c．用98%的硫酸吸收SO₃，可以避免形成酸雾并提高吸收率
（3）每160g SO₃气体与H₂O（l）化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程式是

SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）；△H=-130.3kJ/mol

．
（4）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理．这样做除了防止SO₂污染环境并得到铵盐外，主要目的是：

得到较高浓度的SO₂，原料循环再利用

．

Answer 1

分析：（1）催化反应室发生的反应是二氧化硫的催化氧化反应生成三氧化硫；该催化循环机理是V₂O₅氧化SO₂时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被O₂氧化为五氧化二钒；
（2）依据化学平衡影响因素和平衡移动原理和工业制备原理分析判断；
（3）每160g SO₃气体与H₂O（l）化合放出260.6kJ的热量，80g三氧化硫与水反应放热130.3KJ，依据热化学方程式的书写方法写出；
（4）用氨水吸收，再用浓硫酸处理是先生成亚硫酸铵，在和硫酸反应生成浓度高的二氧化硫，实现原料循环利用；

解答：解：（1）催化反应室发生的反应是二氧化硫的催化氧化反应生成三氧化硫，反应的化学方程式为：2SO₂（g）+O₂（g）

催化剂 .

△

2SO₃（g）；该催化循环机理是V₂O₅氧化SO₂时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被O₂氧化为五氧化二钒，反应的化学方程式为：SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂； O₂+4VO₂=2V₂O₅；
故答案为：2SO₂（g）+O₂（g）

催化剂 .

△

 2SO₃（g）；SO₂+V₂O₅=SO₃+2VO₂； O₂+4VO₂=2V₂O₅；
（2）依据工业生产流程结合反应原理分析；
a．过量空气增大氧气浓度，能提高SO₂的转化率，故a正确；
b．催化剂可以加快反应速率，平衡不动，但使用催化剂能不提高SO₂的转化率，故b错误；
c．三氧化硫易溶于水，用98%的硫酸吸收SO₃，可以避免形成酸雾并提高吸收率，故c正确；
故答案为：a、c；
（3）每160g SO₃气体与H₂O（l）化合放出260.6kJ的热量，80g三氧化硫与水反应放热130.3KJ，反应的热化学方程式为：SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）；△H=-130.3kJ/mol；
故答案为：SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）；△H=-130.3kJ/mol；
（4）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理．这样做吸收二氧化硫防止污染环境，得到高浓度的二氧化硫，除了防止SO₂污染环境并得到铵盐外，能得到较高浓度的SO₂，实现原料循环再利用；
故答案为：得到较高浓度的SO₂，原料循环再利用；

点评：本题考查了硫酸工业制备原理应用和注意问题，主要是催化剂的催化原理分析，热化学方程式书写，题目难度中等．