题目内容

工业制硫酸生产流程如图:

已知:在450℃,常压下,2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),△H=-196kJ?mol-1.请回答:
(1)在催化反应室,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有
 

A.升高温度        B.减少压强       C.不断补充空气       D.及时分离出SO3
(2)在生产中,为提高催化剂效率可采取的措施为
 

A.净化气体                                
B.控制温度在400~500℃
C.增大催化剂与反应气体的接触面积          
D.不断补充空气
(3)在450℃、常压和钒催化条件下向一密闭容器中充入2molSO2和1molO2,充分反应后,放出的热量
 
(填“<”、“>”或“=”)196kJ.
(4)经检测生产硫酸的原料气成分(体积分数)为SO27%、O211%、N282%.在500℃,0.1MPa条件下,现有100L原料气参加反应,达到平衡时,气体的总体积变为97.2L,则SO2的转化率为
 
.
考点:化学平衡的影响因素,工业制取硫酸,化学平衡的计算
专题:化学平衡专题
分析:(1)提高SO2平衡转化率,促进化学平衡向右移动,根据化学平衡移动影响因素判断;
(2)要提高二氧化硫催化氧化时催化剂的催化效率,必须净化气体、控制适宜温度、增大接触面积;
(3)二氧化硫的催化氧化是可逆反应;
(4)据反应方程式中气体体积减少多少计算.
解答: 解:(1)提高SO2平衡转化率,促进化学平衡向右移动,
A、正反应方向放热,升高温度,化学平衡向正反应方向移动,故A错误;
B、正反应方向气体体积减小,减小压强,化学平衡向逆反应方向移动,故B错误;
C、增大氧气浓度,化学平衡向右移动,故C正确;
D、减小生成物浓度,化学平衡向右移动,故D正确;
故选CD;
(2)要提高二氧化硫催化氧化时催化剂的催化效率,必须净化气体、控制适宜温度、增大接触面积,增大反应物的量和催化剂的催化效率无关,
故选ABC;
(3)二氧化硫的催化氧化是可逆反应,2molSO2和1molO2不可能完全转化,所以放热少于196KJ,故答案为:<;
(4)设参加反应的二氧化硫物质的量为x
    2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),△V
     2         1        2        1
     x                          
100L-97.2L
22.4L/mol

x=0.25,体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L,
SO2的转化率为:
5.6L
100L×7%
×100%=80%,故答案为:80%.
点评:本题考查了转化率、催化剂的催化效率、可逆反应的焓变、三段式法应用,题目难度较大.
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