Question

（12分）【化学---化学与技术】工业上以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸。

（1）在炉气制造中，生成SO₂的化学方程式为__________________。

（2）炉气精制的作用是将含SO₂的炉气_______________、_______________及干燥，如果炉气不经过精制，对SO₂催化氧化的影响是 _________________。

（3）精制炉气(含SO₂体积分数为7％、O₂为ll％、N₂为82％)中SO₂平衡转化率与温度及压强关系如图所示。在实际生产中，SO₂催化氧化反应的条件选择常压、450 ℃左右(对应图中A点)，而没有选择SO₂转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是___________、___________。

（4）在SO₂催化氧化设备中设置热交换器的目的是_________、________，从而充分利用能源。

Answer

（12分，除标注外每空2分）

（1）4FeS2 ＋ 11O2 2Fe2O3 ＋ 8SO2

（2）除尘（1分） 洗涤（1分） 催化剂容易中毒，水蒸气对设备和生产有不良影响。

（3）不选B点，因为压强越大对设备的投资大，消耗的动能大；SO2原料的转化率在1个大气压下的

转化率已是97%左右,再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用1个大气压。

不选择C点，因为温度越低，SO2转化率虽然更高，但催化剂的催化作用受影响，450 ℃时，催

化剂的催化效率最高。故不选C点。

（4）充分利用反应放出的热量，预热原料气体 （1分）

上层反应气经热交换器温度降到400 ℃ ~ 500℃ 进入下层使反应更加完全 （1分）

【解析】

试题分析：（1）在炉气制造中，生成SO2的化学方程式为4FeS2 ＋ 11O2 2Fe2O3 ＋ 8SO2。

（2）将含SO2的炉气经过除尘、洗涤及干燥可以得到精制的炉气，如果炉气不经过精制，会使得催化剂中毒，同时水蒸气对设备和生产有不良影响。

（3）在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压、450 ℃左右，而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，原因是压强越大对设备的投资大，消耗的动能大；SO2原料的转化率在1个大气压下的转化率已是97%左右,再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用1个大气压。温度越低，SO2转化率虽然更高，但催化剂的催化作用受影响，450℃时，催化剂的催化效率最高。

（4）在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是充分利用反应放出的热量，预热原料气体；上层反应气经热交换器温度降到400 ℃ ~ 500℃ 进入下层使反应更加完全，从而充分利用能源。

考点：考查了硫酸的工业制法的相关知识。