Question

在硫酸工業中，通過下列反應使SO₂轉化為SO₃：2SO₂+O₂?2SO₃△H＜0，已知常壓下平衡混合氣體中SO₃體積分數為91%．試回答：
（1）在生產中常用過量的空氣是為了

 

．
（2）加熱到400～500℃是由于

 

．
（3）壓強采用

 

，原因是

 

．
（4）常用濃硫酸來吸收SO₂而不用水，因為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,化學平衡的調控作用

專題：化學平衡專題

分析：在硫酸工業中運用化學平衡原理選擇適宜生產條件的能力，選擇適宜的反應條件，要從濃度、壓強、溫度、催化劑等條件中考慮該反應的速率、轉化率，同時還要考慮工業生產的實際情況和成本，硫酸工業中2SO₂（g）+O₂（g）

催化劑 .

△

2SO₃（g）；△H＜0，該反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應分析移動，由于反應物氣體體積大于生成物氣體體積，則增大壓強有利于平衡向正反應方向移動，題中實驗數據表明反應在常壓下反應的轉化率較大，結合反應的實際和對設備的影響以及SO₂和SO₃的性質解答該題；（2）（4）兩問是考慮速率問題，第（1）（3）問則是考慮化學平衡問題，且第（3）問要考慮生產的實際情況．

解答： 解：（1）在生產中常用過量的空氣，增大反應物濃度，有利于平衡向正反應分析移動，提高SO₂的轉化率；
故答案為：增大氧氣濃度，提高成本較高的SO₂的轉化率；
（2）該反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應分析移動，對SO₂的轉化不利，但升高溫度可增大反應速率，主要考慮催化劑的活性，如溫度過低，反應速率過慢，不利于工業生產，在此溫度下，催化劑活性強，反應速率快，可縮短到達平衡的時間，提高單位時間內SO₃的產率；
故答案為：在此溫度下，催化劑活性強，反應速率快，可縮短到達平衡的時間，提高單位時間內SO₃的產率；
（3）增大壓強，反應速率增大，由于反應物氣體體積大于生成物氣體體積，則增大壓強有利于平衡向正反應方向移動，但實驗數據表明反應在常壓下反應的轉化率較大，無采用高壓的必要，況且，采用高壓還受動力、設備等條件的限制，提高了成本；
故答案為：常壓；因常壓下平衡混合氣體中SO₃的體積分數已達91%，若再加壓，對設備動力系統要求高，成本高，加壓實際意義不大；
（4）水和三氧化硫反應生成硫酸，反應放熱，易形成酸霧而導致吸收效果差，但用濃H₂SO₄吸收則不易形成酸霧，吸收效果好；
故答案為：用水吸收易形成酸霧，降低吸收速率．

點評：本題以硫酸的工業制備為載體，此題考查了在硫酸工業中運用化學平衡原理選擇適宜生產條件的能力，綜合考查化學平衡移動和影響平衡移動的因素，為高考常見題型，側重于學生分析能力和數據處理能力的考查，注重于化學對生活、生產的指導，難度中等．