Question

工業制硫酸生產流程如圖：

已知：在450℃，常壓下，2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），△H=-196kJ?mol^-1．請回答：
（1）在催化反應室，下列措施中有利于提高SO₂平衡轉化率的有

 

A．升高溫度        B．減少壓強       C．不斷補充空氣       D．及時分離出SO₃
（2）在生產中，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．增大催化劑與反應氣體的接觸面積          
D．不斷補充空氣
（3）在450℃、常壓和釩催化條件下向一密閉容器中充入2molSO₂和1molO₂，充分反應后，放出的熱量

 

（填“＜”、“＞”或“=”）196kJ．
（4）經檢測生產硫酸的原料氣成分（體積分數）為SO₂7%、O₂11%、N₂82%．在500℃，0.1MPa條件下，現有100L原料氣參加反應，達到平衡時，氣體的總體積變為97.2L，則SO₂的轉化率為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,工業制取硫酸,化學平衡的計算

專題：化學平衡專題

分析：（1）提高SO₂平衡轉化率，促進化學平衡向右移動，根據化學平衡移動影響因素判斷；
（2）要提高二氧化硫催化氧化時催化劑的催化效率，必須凈化氣體、控制適宜溫度、增大接觸面積；
（3）二氧化硫的催化氧化是可逆反應；
（4）據反應方程式中氣體體積減少多少計算．

解答： 解：（1）提高SO₂平衡轉化率，促進化學平衡向右移動，
A、正反應方向放熱，升高溫度，化學平衡向正反應方向移動，故A錯誤；
B、正反應方向氣體體積減小，減小壓強，化學平衡向逆反應方向移動，故B錯誤；
C、增大氧氣濃度，化學平衡向右移動，故C正確；
D、減小生成物濃度，化學平衡向右移動，故D正確；
故選CD；
（2）要提高二氧化硫催化氧化時催化劑的催化效率，必須凈化氣體、控制適宜溫度、增大接觸面積，增大反應物的量和催化劑的催化效率無關，
故選ABC；
（3）二氧化硫的催化氧化是可逆反應，2molSO₂和1molO₂不可能完全轉化，所以放熱少于196KJ，故答案為：＜；
（4）設參加反應的二氧化硫物質的量為x
    2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），△V
     2         1        2        1
     x                          

100L-97.2L

22.4L/mol

x=0.25，體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L，
SO₂的轉化率為：

5.6L

100L×7%

×100%=80%，故答案為：80%．

點評：本題考查了轉化率、催化劑的催化效率、可逆反應的焓變、三段式法應用，題目難度較大．