Question

（8分）工業(yè)制硫酸生產(chǎn)流程如下圖：

已知：在450℃，常壓下，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，ΔH＝－196 kJ·mol－1。請(qǐng)回答：

（1）在催化反應(yīng)室，下列措施中有利于提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的有 ；

A．升高溫度 B．減少壓強(qiáng) C．不斷補(bǔ)充空氣 D．及時(shí)分離出SO3

（2）在生產(chǎn)中，為提高催化劑效率可采取的措施為 ；

A．凈化氣體 B．控制溫度在400～500℃

C．增大催化劑與反應(yīng)氣體的接觸面積 D．不斷補(bǔ)充空氣

（3）在450℃、常壓和釩催化條件下向一密閉容器中充入2molSO2和1molO2，充分反應(yīng)后，放出的熱量______（填“<”、“>”或“=”）196kJ。

（4）經(jīng)檢測(cè)生產(chǎn)硫酸的原料氣成分（體積分?jǐn)?shù)）為SO27％、O211％、N282％。在500℃，0.1MPa條件下，現(xiàn)有100L原料氣參加反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，氣體的總體積變?yōu)?7.2L，則SO2的轉(zhuǎn)化率為 。

 

Answer 1

（1）CD （2）ABC （3）< （4）80.0％

【解析】

試題分析：（1）A．正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率降低，故A錯(cuò)誤；B．正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，減少壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率降低，故B錯(cuò)誤；C．不斷補(bǔ)充空氣，利用平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，增大空氣的用量可以通過二氧化硫轉(zhuǎn)化率，故C正確；D．及時(shí)分離出SO3，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；故答案為：CD；

（2）凈化氣體防止催化劑中毒，控制溫度在400～500℃，增大催化劑與反應(yīng)氣體的接觸面積，故答案為：ABC；

（3）在1atm和298K條件下，2mol SO2和1mol O2完全反應(yīng)生成2mol SO3，放出196kJ熱量，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能進(jìn)行完全，又因?yàn)榉磻?yīng)溫度為450℃，所以放出的熱量小于196kJ；

（4）令開始總物質(zhì)的量為100mol，則二氧化硫?yàn)?mol，氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為82mol，反應(yīng)中氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量不變，由體積差可知消耗二氧化硫的物質(zhì)的量是（100mol－97.2mol）×2＝5.6mol，故二氧化硫的轉(zhuǎn)化率＝×100%=80%。

考點(diǎn)：考查硫酸工業(yè)、化學(xué)平衡影響因素、反應(yīng)熱計(jì)算、化學(xué)平衡計(jì)算等