Question

工业制硫酸生产流程如下图：

已知：在450℃，常压下，2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，ΔH＝－196 kJ·mol^－1。请回答：

（1）在催化反应室，下列措施中有利于提高SO₂平衡转化率的有             ；

A．升高温度        B．减少压强       C．不断补充空气       D．及时分离出SO₃

（2）在生产中，为提高催化剂效率可采取的措施为             ；

A．净化气体                                B．控制温度在400～500℃

C．增大催化剂与反应气体的接触面积          D．不断补充空气

（3）在450℃、常压和钒催化条件下向一密闭容器中充入2molSO₂和1molO₂，充分反应后，放出的热量______(填“<”、“>”或“=”)196kJ。

（4）经检测生产硫酸的原料气成分(体积分数)为SO₂7％、O₂11％、N₂82％。在500℃，0．1MPa条件下，现有100L原料气参加反应，达到平衡时，气体的总体积变为97．2L，则SO₂的转化率为           。

Answer

（1）CD （2）ABC （3）< （4）80．0％

【解析】

试题分析：（1）提高SO2的转化率，即是让化学平衡向正反应方向移动，该反应正反应放热，故不能升高温度，因为温度升高，平衡向逆反应方向移动，故A错误；B、由于增大压强对设备的要求较高，造价提高，故Ｂ不选；C、增大空气的进入量，就是增加了氧气的浓度，即反应物浓度，使平衡向正反应方向移动，故C正确；D、不断分离出三氧化硫，即减小生成物浓度，使反应向正反应方向移动，故D正确，此题选CD。（2）提高催化剂的效率可提高反应物的纯度，故A可选；控制好温度，不要让催化剂中毒，故B可选；C、增大接触面积也可以提高化学反应速率，故C正确；D、鼓入空气会减小接触面积，故D错误，此题选ABC。（3）可逆反应不可能达到转化率100%，故放热一定小于196kJ。（4）比例关系2SO­2—O2—2SO2，参与反应的v(SO2)为xL，故v(O2)为0．5xL，生成v(SO3)为xL，体积差为100-97．2=2．8L，即x+0．5x-x=2．8，故x=5．6L，SO2的总体积为100×7%=7L，转化率==80%。

考点：考查化学平衡及相关计算