题目内容
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的吸收率，实际生产中用 吸收SO2．
（5）已知：2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）；△H=-196.9kJ?mol-1，计算每生产一万吨98%硫酸，SO2生产这些SO3所放出的热量 ．
| 压强/MPa 转化率/% 温度/℃ | 0.1 | 0.5 | 1 | 10 |
| 400 | 99.2 | 99.6 | 99.7 | 99.9 |
| 500 | 93.5 | 96.9 | 97.8 | 99.3 |
| 600 | 73.7 | 85.8 | 89.5 | 96.4 |
（2）在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？
（4）为提高SO3的吸收率，实际生产中用
（5）已知：2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）；△H=-196.9kJ?mol-1，计算每生产一万吨98%硫酸，SO2生产这些SO3所放出的热量
考点：化学平衡的调控作用,工业制取硫酸
专题：化学平衡专题
分析：（1）采取控制变量法，压强一定，分析温度对平衡的影响，由表中数据可知，压强一定时，温度升高时，SO2的转化率降低，说明升高温度有利于平衡向逆反应移动；
（2）由表中数据可知，增大压强对SO2的转化率影响不大，同时增大成本；
（3）催化剂缩短到达平衡时间，不影响平衡移动；
反应热只与始态和终态的能量有关，与反应条件无关，催化剂不改变始态和终态的能量；
（4）吸收塔中吸收液的选择从实际吸收效果考虑不采用水而采用浓硫酸，可防止产生酸雾；
（5）计算1万吨98%的硫酸含有H2SO4的质量，根据关系式2H2SO4～2SO3～Q=196.9kJ计算．
（2）由表中数据可知，增大压强对SO2的转化率影响不大，同时增大成本；
（3）催化剂缩短到达平衡时间，不影响平衡移动；
反应热只与始态和终态的能量有关，与反应条件无关，催化剂不改变始态和终态的能量；
（4）吸收塔中吸收液的选择从实际吸收效果考虑不采用水而采用浓硫酸，可防止产生酸雾；
（5）计算1万吨98%的硫酸含有H2SO4的质量，根据关系式2H2SO4～2SO3～Q=196.9kJ计算．
解答：
解：（1）由表中数据可知，压强一定时，温度升高时，SO2的转化率降低，说明升高温度有利于平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，
故答案为：压强一定时，温度升高时，SO2的转化率降低，说明升高温度有利于平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应；
（2）由表中数据可知，增大压强对SO2的转化率影响不大，同时增大成本，故通常采取采用常压而不是高压，
故答案为：增大压强对SO2的转化率影响不大，同时增大成本；
（3）催化剂缩短到达平衡时间，不影响平衡移动，二氧化硫的转化率不变；
反应热只与始态和终态的能量有关，与反应条件无关，催化剂不改变始态和终态的能量，使用催化剂反应热不变，
故答案为：否；否；
（4）吸收塔中SO3如果用水吸收，发生反应：SO3+H2O═H2SO4，该反应为放热反应，放出的热量易导致酸雾形成，阻碍水对三氧化硫的吸收；而浓硫酸的沸点高，难以气化，不会形成酸雾，同时三氧化硫易溶于浓硫酸，所以工业上从吸收塔顶部喷洒浓硫酸作吸收液，最终得到“发烟”硫酸，
故答案为：98.3%的硫酸；
（5）1万吨98%的硫酸含有H2SO4的质量为1×1010×98%=9.8×109g，
令需要SO3的质量为m，放出的热量为y，则：
2H2SO4～2SO3～Q=196.9kJ
2×98g 2×80g 196.9kJ
9.8×109g m y
所以2×98g：9.8×109g=2×80g：m，解得m=8×109g=8×103t
所以2×98g：196.9kJ=9.8×109g：y，解得y=9.85×109kJ
故答案为：9.85×109kJ．
故答案为：压强一定时，温度升高时，SO2的转化率降低，说明升高温度有利于平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应；
（2）由表中数据可知，增大压强对SO2的转化率影响不大，同时增大成本，故通常采取采用常压而不是高压，
故答案为：增大压强对SO2的转化率影响不大，同时增大成本；
（3）催化剂缩短到达平衡时间，不影响平衡移动，二氧化硫的转化率不变；
反应热只与始态和终态的能量有关，与反应条件无关，催化剂不改变始态和终态的能量，使用催化剂反应热不变，
故答案为：否；否；
（4）吸收塔中SO3如果用水吸收，发生反应：SO3+H2O═H2SO4，该反应为放热反应，放出的热量易导致酸雾形成，阻碍水对三氧化硫的吸收；而浓硫酸的沸点高，难以气化，不会形成酸雾，同时三氧化硫易溶于浓硫酸，所以工业上从吸收塔顶部喷洒浓硫酸作吸收液，最终得到“发烟”硫酸，
故答案为：98.3%的硫酸；
（5）1万吨98%的硫酸含有H2SO4的质量为1×1010×98%=9.8×109g，
令需要SO3的质量为m，放出的热量为y，则：
2H2SO4～2SO3～Q=196.9kJ
2×98g 2×80g 196.9kJ
9.8×109g m y
所以2×98g：9.8×109g=2×80g：m，解得m=8×109g=8×103t
所以2×98g：196.9kJ=9.8×109g：y，解得y=9.85×109kJ
故答案为：9.85×109kJ．
点评：本题考查硫酸工业、影响化学平衡的因素、反应热的计算、多步反应计算等，难度中等，掌握利用关系式的计算．
练习册系列答案
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