Question

为除去工业废气中的SO₂，查得一份“将SO₂转化为硫酸铵”的资料记录如下：“一个典型实例，初步处理后的废气含0.2%的SO₂和10%的O₂（体积含量），在400℃时，废气以5m³×h^-1的速率通过V₂O₅催化剂层后与20L×h^-1速度的NH₃混合再喷水，此时温度由400℃降到200℃，在热的结晶装置中得到硫酸铵”。（气体体积均已折算为标准状况）仔细阅读上文，回答下列问题：

（1）按反应理论值，SO₂和O₂的物质的量之比为2∶1，该资料这个比值是多少?为什么?

（2）通过计算说明为什么废气以5m³×h^-1的速度与20L×h^-1速度的NH₃混合。

 

Answer 1

答案：
解析：

解：（1）资料中给出废气含0.2%的SO2和10%的O2（体积分数），所以n(SO2)∶n(O2)=V(SO2)∶V(O2)=0.2%∶10%=2∶100，明显O2过量，增大O2的量有利于提高SO2的转化率。 （2）2SO2+O22SO3 SO3+H2O══H2SO4 2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4 ∴ 总反应为：2NH3+SO2+1/2O2+H2O═(NH4)2SO4 ∴ NH3与SO2的体积之比为2∶1时恰好反应。通SO2的速率为5m3×h-1´1000L×m-3´0.2%=10L×h-1，通NH3速率为20L×h-1与理论值刚好一致。