题目内容
接触法制硫酸的流程可表示如下：
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问：(1)热交换器在制硫酸的过程中有何重要作用？
(2)若以T1、T2、T3、T4分别表示进出热交换器的气体温度，且T1＝80℃，T3＝600℃、T4＝250℃，求进入接触室后的SO2、O2混合气体的温度T2（设进、出热交换器的气体的平均比热均为0.8kJ/(kg??℃)）。
(3)假定每天进入接触室的混合气体为20t，问与不用热交换器相比较每年至少可节省多少吨含碳80%的优质煤？（已知煤的供热效率为20%，C(s)+O2(g)=CO2(g)；ΔH=-393kJ/mol）
（1）增效节能 （2）T2＝430℃ （3）389.3t
解析:
（1）由沸腾炉导出的SO2、O2等气体的温度经除尘、去杂、洗涤等工艺处理后已大幅度下降，通过热交换器后气体的温度又得以提高，这有利于后续反应（即由SO2合成SO3）的进行。SO2的氧化反应是放热反应，从接触室导出的SO3等气体的温度已高达600℃以上，难以被浓硫酸吸收。通过热交换器后SO3的温度下降了，这有利于提高浓硫酸对它的吸收效率。总而言之，热交换器在制H2SO4的过程中具有增效节能的作用。
（2）经过热交换器后，SO2、O2吸收的热量＝cm1(T2-80℃)，SO3放出的热量＝cm2(600℃-250℃)。根据物理学原理及质量守恒定律可知，Q(吸)＝Q(放)，m1＝m2，故cm1(T2-80℃)＝cm2(600℃-250℃)，即T2＝430℃。
（3）若不使用热交换器，欲使80℃的SO2、O2预热到430℃，每年需提供的热量为20×103kg×365×0.8kJ/(kg??℃)×(430℃-80℃)=2.04×109kJ，每千克优质煤供给的有效热量为5240kJ/kg，使用热交换器后每年可节约优质煤的质量为：2.04×109kJ/(5240kJ/kg)=389.3t。
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2SO3(g)；ΔH=-98.3 kJ·mol-1的热量能在生产过程中得到充分利用(其他反应热不计)，则每生产1 
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2SO3(g)
ΔH＝－196.6 kJ·mol－1反应过程的能量变化示意图。
起催化作用，使反应按以下两步完成：