Question

2．對于化工生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)，既要考慮反應(yīng)的限度和快慢，還要綜合考慮成本、設(shè)備等因素．
工業(yè)制硫酸的重要的一步反應(yīng)是：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0．
（1）在不增加反應(yīng)物的前提下，從理論上考慮，既能加快反應(yīng)速率，又能提高SO₂轉(zhuǎn)化率的條件是增大壓強(qiáng)．
（2）實(shí)際生產(chǎn)中的條件是：500℃、催化劑（V₂O₂），1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓并不斷鼓入空氣．
①采用500℃的目的是催化劑活性最大．
②用平衡移動原理解釋生產(chǎn)過程中不斷鼓入空氣的目的增大二氧化硫的轉(zhuǎn)化率．
③下表是500℃，不同壓強(qiáng)時SO₂轉(zhuǎn)化率的變化情況：

壓強(qiáng)（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）	1	5	10	100
SO2轉(zhuǎn)化率（%）	93.5	96.9	97.8	99.3

請結(jié)合表中信息說明采用1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓而不采用更高壓強(qiáng)的原因：常壓時的轉(zhuǎn)化率較高、高壓成本高．

Answer 1

分析 （1）正反應(yīng)放熱，且反應(yīng)物氣體的計(jì)量數(shù)之和大于生成物，以此判斷；
（2）①采用500℃，此時催化劑活性最大；
②不斷鼓入空氣，氧氣濃度增大，平衡正向移動；
③1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大，增大壓強(qiáng)，對設(shè)備具有更高要求．

解答 解：（1）正反應(yīng)放熱，且反應(yīng)物氣體的計(jì)量數(shù)之和大于生成物，應(yīng)增大壓強(qiáng)，可加快反應(yīng)速率，又能提高SO₂轉(zhuǎn)化率，故答案為：增大壓強(qiáng)；
（2）①正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，不利于增大轉(zhuǎn)化率，但采用500℃，此時催化劑活性最大，反應(yīng)速率最大，故答案為：催化劑活性最大；
②不斷鼓入空氣，氧氣濃度增大，平衡正向移動，可增大二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，故答案為：增大二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；
③由表中數(shù)據(jù)可知，增大壓強(qiáng)對SO₂的轉(zhuǎn)化率影響不大，同時增大成本，故通常采取采用常壓而不是高壓，故答案為：常壓時的轉(zhuǎn)化率較高、高壓成本高．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡的影響，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力，題目側(cè)重化學(xué)與生產(chǎn)的考查，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，難度中等．