Question

    工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO₂ 转化为SO₃是一个关键步骤。压强及温度对SO₂转化率的影响如下表（原料气各成分的体积分数为：SO₂  7% ，O₂  11%，N₂   82%）：

（1）已知SO₂的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？

                                                       ；

（2）在大400～500℃时，SO₂的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是：

                                                       ；

（3）选择适宜的催化剂，是否可以提高SO₂的转化率？     （填“是”或“否”），是否可以增大该反应所放出的热量？     （填“是”或“否”）；

（4）为提高SO₃吸收率，实际生产中用      吸收SO₃；

（5）已知：2SO₂(g)+O₂(g)＝2SO₃(g)；△H＝－196.6kJ·mol^－1，计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO₃质量和由SO₂生产这些SO₃所放出的热量。

Answer 1

【答案】

（1）压强一定时,温度升高时,SO₂转化率下降,说明升温有利于逆反应进行,所以正反应为放热反应；

（2）增大压强对提高SO₂转化率无显著影响，反而会增加成本；

（3）否  否

（4）浓硫酸

（5）解：1万吨98%的硫酸含H₂SO₄的质量：9.8×10⁹g

设需要SO₃的质量为x，该反应产生的热量为y。

H₂SO₄　　—　　SO₃　　—　　△H

98g              80g      -196.6×0.5KJ

9.8×10⁹g        x          y

x=＝8.0×10×⁹g＝8.0×10³t

y==9.83×10⁹kJ

【解析】由表中的数据，在压强相同条件下升高温度，SO₂的转化率降低，平衡向左移动，正反应为放热反应。当增大压强时SO₂的转化率变化不大，且常压下转化率已较大。使用催化剂加快反应速率，平衡不移动，转化率不变，也不能增大反应放出热量，因为参加反应的量没变化。为了防止形成酸雾不利于SO₃吸收，实际上用浓H₂SO₄来吸收SO₃。由1万吨98%硫酸中H₂SO₄的量来计算SO₃质量及放出热量。