15.(2010·模拟题)在硫酸的工业生产中,通过下列反应使SO2转化为
SO3:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)(正反应放热)。已知常压下达平衡时SO3的体积分数为91%,请回答:
(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)压强应采用________(填“高压”或“常压”),原因是_______________________________________________________________________。
(4)常用浓H2SO4来吸收SO3,而不是用水,是因为_______________________________________________________________________。
(5)尾气中的SO2必须回收,是因为
。
解析:本题主要考查在硫酸工业生产中,运用勒夏特列原理选择SO2转化为SO3的适宜条件。(1)从增大某一反应物浓度,使平衡向生成物方向移动,则另一反应物的转化率必然提高的角度去分析。(2)温度的选择从反应速率的快慢,催化剂的活性温度两方面考虑。(3)从压强对平衡移动、设备及动力系统的要求两方面考虑。(4)从吸收过程中发生的反应对吸收速率的影响去分析。(5)从环境保护方面考虑。
答案:(1)增大氧气的浓度,使平衡向正反应方向移动,提高了二氧化硫的转化率,使成本高的二氧化硫得到充分利用 (2)400-500℃是催化剂的活性温度,选择此温度可提高反应速率,缩短反应达到平衡所需的时间 (3)常压 因为常压下SO3体积分数已达91%,若再加压对设备及动力系统要求高,成本高,使生产效益降低 (4)用水吸收SO3会形成酸雾,使吸收的速率减慢 (5)SO2有毒,回收SO2以避免对环境造成污染