Question

【题目】在硫酸工业中，通过下列反应使SO2转化为SO3：2SO2＋O22SO3　ΔH< 0，已知常压下平衡混合气体中SO3的体积分数为91%。试回答：

(1)在生产中常用过量的空气，是为了________________________________；

(2)加热到400 ℃～500 ℃，是由于______________________________________；

(3)压强采用________，原因是__________________________________________________；

(4)常用浓H2SO4来吸收SO3而不用水，是因为__________________________________________；

(5)尾气中的SO2必须回收，是为了_______________________________________________________。

Answer 1

【答案】增大O2浓度，提高SO2的转化率 保证催化剂活性达到所需要的最佳温度，以提高反应速率，缩短达到平衡所需要的时间 常压 常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91%，若再加压，对设备及动力系统要求高，成本高 用水吸收SO3易形成酸雾，吸收速率慢 减少对环境的污染

【解析】

在硫酸工业中运用化学平衡原理选择适宜生产条件的能力，选择适宜的反应条件，要从浓度、压强、温度、催化剂等条件中考虑该反应的速率、转化率，同时还要考虑工业生产的实际情况和成本，硫酸工业中2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）；△H＜0，该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应分析移动，由于反应物气体体积大于生成物气体体积，则增大压强有利于平衡向正反应方向移动，题中实验数据表明反应在常压下反应的转化率较大，结合反应的实际和对设备的影响以及SO2和SO3的性质解答该题；

（1）在生产中常用过量的空气，增大O2浓度，平衡正向移动，可提高SO2的转化率。

（2）此反应为放热反应，温度升高不利于合成SO3；温度过低会使反应速率减慢，因此选择适宜的温度以保证催化剂活性达到最高，提高反应速率，缩短达到平衡所需要的时间，提高单位时间内SO3的产率。

（3）常压下平衡混合气中SO3的体积分数已达到91%；再加压，平衡也能正向移动，提高转化率；但对设备及动力系统要求高，成本高，投入比产出更多。

（4）水和三氧化硫反应生成硫酸，反应放热，易形成酸雾而导致吸收效果差，但用浓H2SO4吸收则不易形成酸雾，吸收效果好；

（5）二氧化硫有毒并能够形成酸雨污染空气，酸雨必须回收，回收二氧化硫还能够节约资源，减小成本。