问题 问答题

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%);

压强/MPa

转化率/%

温度/℃

0.10.5110
40099.299.699.799.9
50093.596.997.899.3
60073.785.889.596.4
(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)在大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)工业生产硫酸产生的尾气主要含SO2和SO3,会造成______(填环境问题),工业上常用足量的浓氨水来吸收,写出相关的离子方程式______

______

(5)已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g);△H=-196.9kJ•mol-1,计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO3质量和由SO2生产这些SO3所放出的热量.(写出解题过程)

答案

(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)SO2和SO3会导致酸雨;

氨水二氧化硫反应生成亚硫酸铵,反应离子方程式为:2NH3•H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O;

与三氧化硫反应生成硫酸铵,反应离子方程式为:2NH3•H2O+SO3=2NH4++SO42-+H2O,

故答案为:酸雨;2NH3•H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O;2NH3•H2O+SO3=2NH4++SO42-+H2O;

(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

答:需要的SO3质量为8×103t,生产这些SO3所放出的热量为9.85×109kJ.

单项选择题 A1/A2型题
选择题