Question

現有一份“將二氧化硫轉化為硫酸銨”的資料，摘錄如下：“一個典型的實例：初步處理后的廢氣含0.2%的二氧化硫和10%的氧氣（體積分數）。在400 ℃時廢氣以5 m³·h^-1的速率通過五氧化二釩催化劑層與20 L·h^-1的速率的氨氣混合，再噴水，此時氣體溫度由400 ℃降至200 ℃，在熱的結晶裝置中得到硫酸銨晶體”（氣體體積均折算為標準狀況），利用上述資料，用氨來除去工業廢氣中的SO₂，回答下列問題：

（1）按反應中的理論值，二氧化硫與氧氣的物質的量之比為2∶1，該資料中這個比值是_________，簡述不采用2∶1的理由_____________________________________________。

（2）通過計算，說明為什么廢氣以5 m³·h^-1的速率與20 L·h^-1速率的氨氣混合？

（3）若某廠每天排放1×10⁴ m³這種廢氣，按上述方法該廠每月（按30天計）可得硫酸銨多少噸？消耗氨氣多少噸？

Answer 1

（1）1∶50  據化學平衡移動原理，過量的O₂可提高SO₂的轉化率

（2）廢氣中SO₂的速率為1000×5×0.2%=10 L·h^-1

V(SO₂)∶V(NH₃)=10∶20=1∶2恰好生成（NH₄)₂SO₄

(3)3.54 t硫酸銨，0.91 t NH₃

解析：SO₂轉化為一可逆反應，為提高SO₂的轉化率可用過量的O₂；

據關系式SO₂—SO₃—2NH₃—（NH₄）₂SO₄可知廢氣中SO₂與NH₃應以1∶2通入。