Question

在硫酸工業(yè)中，通過下列反應使SO₂氧化成SO₃：

2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)　ΔH＝－198 kJ·mol^－1。(已知制SO₃過程中催化劑是V₂O₅，它在400℃～500℃時催化效果最好)

下表為不同溫度和壓強下SO₂的轉(zhuǎn)化率(%)：

         

(1)根據(jù)化學理論綜合分析，為了使二氧化硫盡可能轉(zhuǎn)化為三氧化硫，可控制的條件是________________________________________________________________________。

(2)實際生產(chǎn)中，選定400℃～500℃作為操作溫度，其原因是

________________________________________________________________________。

(3)  實際生產(chǎn)中，采用的壓強為常壓，其原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)  在生產(chǎn)中，通入過量空氣的目的是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)尾氣中有SO₂，必須回收是為了

________________________________________________________________________。

Answer 1

(1)常壓、450℃、催化劑

(2)在此溫度下催化劑的活性最高

(3)在常壓下SO₂的轉(zhuǎn)化率就已經(jīng)很高了(97.5%)，若采用高壓，平衡能向右移動，但效果并不明顯，比起高壓設備，得不償失

(4)增大反應物O₂的濃度，提高SO₂的轉(zhuǎn)化率

(5)防止污染環(huán)境

解析　解答本題注意以下兩點：①抓住本反應的反應特點。②把外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響和實際情況有機結(jié)合起來。

從提高反應速率考慮，合成SO₃需要加入催化劑和升溫，加壓；從增大反應物的轉(zhuǎn)化率方面考慮，合成SO₃需低溫，加壓，通入廉價空氣；從表中數(shù)據(jù)和設備材料的要求以及催化劑的活性方面綜合考慮，選擇最適宜條件。