Question

工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是一个关键步骤。压强及温度对SO₂转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为：SO₂：7%   O₂：11%   N₂：82%)。

	0.1个大气压	0.5个大气压	1个大气压	10个大气压
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的氧化反应是___反应(填“吸热”或“放热”)。

（2）根据图中所给信息，你认为工业上将SO₂转化为SO₃的适宜条件是___。

（3）选择适宜的催化剂，是否可以提高SO₂的转化率？___(填“是”或“否”)。

（4）若保持温度和容积不变，平衡后通入氧气，再达平衡时则SO₂浓度___。(填“增大”或“减小”)

（5）若保持温度和压强不变，平衡后通入He气，SO₃的含量___。(填“增大”或“减小”)

Answer

放热 1个大气压、400-500℃(或400℃） 否 减小 减小

【解析】

本题结合了硫酸的工业制取和化学平衡的相关知识，须注意工业流程除了要考虑转化率以外，成本和反应速率也是重要的考量因素，据此来逐项分析即可。

（1）绝大多数的化合反应都是放热的，绝大多数的分解反应都是吸热的，因此二氧化硫的氧化反应是放热的；

（2）先来看温度，400℃到500℃的转化率都比较高，适当提高温度虽然会牺牲一些转化率，但是可以显著提高反应速率；再来看压强，压强越大固然转化率越高，但是10个大气压对设备的要求较高，生产成本也会提升，产生的额外收益却不显著，因此选1个大气压即可；

（3）催化剂不改变平衡常数，因此不提高转化率；

（4）通入氧气相当于提高反应物的浓度，平衡会正向移动，因此二氧化硫的浓度减小；

（5）保持压强不变充入氦气，容器的体积增大，各气体的浓度降低，平衡要向气体分子数增大的方向移动，即逆向移动，因此三氧化硫的含量减小。