题目内容
某硫酸厂初步处理后的尾气中含0.2% 的SO2和10% 的O2(均为体积分数)。为了进一步除去SO2,并将SO2转变为(NH4)2SO4,有人设计了如下方案:在400℃时,尾气以5 m3/h的速率通过V2O5的催化剂层后，与20 L/h速率的氨气混合喷水。此时气体温度由400℃降至200℃，在热的结晶装置中得到(NH4)2SO4晶体（气体的体积已转为标准状况）。请回答下列问题：
（1）按反应中的理论值，SO2和O2的体积比为2:1，但实际生产中这个比值是多少？为什么？
（2） 通过计算说明为什么尾气以5 m3/h的速率与20 L/h速率的氨气混合？
（3） 若该厂每天排放10000 m3尾气，求该厂每月（按30天计算）可得到(NH4)2SO4的质量为多少？
（1）根据2SO2+O2 ≒ 2 SO3，SO2和 O2按2：1（体积比）的理论值反应，但实际上v(SO2):v(O2)=0.2%:10%=1:50。根据化学平衡移动原理，增大廉价的氧气的浓度，可使反应：2SO2(g)+O2(g) ≒ 2 SO3(g)向生成三氧化硫方向移动，这样可以增大较贵重的二氧化硫的转化率。
（2） 2NH3 ～ SO2
2 1
V(NH3) 5×103×0.2%L/h v(NH3)=20L/h
(3) 根据2SO2+O2 ≒ 2 SO3，以及SO3+H2O+2NH3=(NH4)2SO4
得关系式： SO2 ～ 2NH3～ (NH4)2SO4
22.4L 132g
107L×0.2%×30 m[(NH4)2SO4]
m[(NH4)2SO4]=3.54×106g=3.54t
解析:
（1）根据2SO2+O2 ≒ 2 SO3，SO2和 O2按2：1（体积比）的理论值反应，但实际上v(SO2):v(O2)=0.2%:10%=1:50。根据化学平衡移动原理，增大廉价的氧气的浓度，可使反应：2SO2(g)+O2(g) ≒ 2 SO3(g)向生成三氧化硫方向移动，这样可以增大较贵重的二氧化硫的转化率。
（3） 2NH3 ～ SO2
2 1
V(NH3) 5×103×0.2%L/h v(NH3)=20L/h
(3) 根据2SO2+O2 ≒ 2 SO3，以及SO3+H2O+2NH3=(NH4)2SO4
得关系式： SO2 ～ 2NH3～ (NH4)2SO4
22.4L 132g
107L×0.2%×30 m[(NH4)2SO4]
m[(NH4)2SO4]=3.54×106g=3.54t
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