Question

【題目】工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時(shí)，利用催化氧化反應(yīng)將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是一個(gè)關(guān)鍵步驟。壓強(qiáng)及溫度對SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下表(原料氣各成分的體積分?jǐn)?shù)為：SO2：7% O2：11% N2：82%)。

	0.1個(gè)大氣壓	0.5個(gè)大氣壓	1個(gè)大氣壓	10個(gè)大氣壓
400	99.2	99.6	99.7	99.9
500	93.5	96.9	97.8	99.3
600	73.7	85.8	89.5	96.4

（1）SO2的氧化反應(yīng)是___反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。

（2）根據(jù)圖中所給信息，你認(rèn)為工業(yè)上將SO2轉(zhuǎn)化為SO3的適宜條件是___。

（3）選擇適宜的催化劑，是否可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率？___(填“是”或“否”)。

（4）若保持溫度和容積不變，平衡后通入氧氣，再達(dá)平衡時(shí)則SO2濃度___。(填“增大”或“減小”)

（5）若保持溫度和壓強(qiáng)不變，平衡后通入He氣，SO3的含量___。(填“增大”或“減小”)

Answer 1

【答案】放熱 1個(gè)大氣壓、400-500℃(或400℃） 否 減小 減小

【解析】

本題結(jié)合了硫酸的工業(yè)制取和化學(xué)平衡的相關(guān)知識，須注意工業(yè)流程除了要考慮轉(zhuǎn)化率以外，成本和反應(yīng)速率也是重要的考量因素，據(jù)此來逐項(xiàng)分析即可。

（1）絕大多數(shù)的化合反應(yīng)都是放熱的，絕大多數(shù)的分解反應(yīng)都是吸熱的，因此二氧化硫的氧化反應(yīng)是放熱的；

（2）先來看溫度，400℃到500℃的轉(zhuǎn)化率都比較高，適當(dāng)提高溫度雖然會(huì)犧牲一些轉(zhuǎn)化率，但是可以顯著提高反應(yīng)速率；再來看壓強(qiáng)，壓強(qiáng)越大固然轉(zhuǎn)化率越高，但是10個(gè)大氣壓對設(shè)備的要求較高，生產(chǎn)成本也會(huì)提升，產(chǎn)生的額外收益卻不顯著，因此選1個(gè)大氣壓即可；

（3）催化劑不改變平衡常數(shù)，因此不提高轉(zhuǎn)化率；

（4）通入氧氣相當(dāng)于提高反應(yīng)物的濃度，平衡會(huì)正向移動(dòng)，因此二氧化硫的濃度減小；

（5）保持壓強(qiáng)不變充入氦氣，容器的體積增大，各氣體的濃度降低，平衡要向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)，即逆向移動(dòng)，因此三氧化硫的含量減小。