硫酸的消費量常用來衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平。其中SO
2的催化氧化是重要的一步,其反應為:2SO
2(g)+O
2(g)?2SO
3(g)ΔH=-196kJ/mol?;卮鹣铝袉栴}:
(1)SO
2催化氧化反應在
低
低
溫下自發(fā)(填“高”或“低”,下同),
高
高
壓有利于提高反應速率,
高
高
壓有利于提高平衡轉化率。根據下表數據(450℃條件下測得)闡述實際工業(yè)生產選擇0.1MPa的理由:
0.1MPa是常壓,轉化率已經很高,且將加壓增到10MPa時SO2轉化率并沒有顯著提升,成本大大提高,但收益不大,所以選擇常壓
0.1MPa是常壓,轉化率已經很高,且將加壓增到10MPa時SO2轉化率并沒有顯著提升,成本大大提高,但收益不大,所以選擇常壓
。
壓強 |
0.1MPa |
0.5MPa |
1MPa |
5MPa |
10MPa |
平衡時SO2的轉化率 |
97.5% |
98.9% |
99.2% |
99.6% |
99.7% |
(2)科研人員使用CaCO
3為基礎固硫材料,復合不同的催化劑(V
2O
5、V
2O
5-MnO
2、V
2O
5-GeO
2)催化SO
2向SO
3的轉化。同時研究了不同溫度下使用三種催化劑對CaCO
3固硫效率(用單位時間SO
2轉化率表示)的影響,結論如圖:
①僅使用CaCO
3而不使用催化劑獲得的X線的實驗目的是
便于和有催化劑的實驗數據形成對照,相當于空白實驗
便于和有催化劑的實驗數據形成對照,相當于空白實驗
。
②下列有關說法正確的是
a
a
。
a.三種催化劑中V
2O
5催化劑效率最低
b.同溫同壓下,使用復合催化劑有利于提高SO
3的平衡產率
c.溫度越高一定越有利于催化劑催化效率的提升
(3)某SO
2催化氧化生成SO
3反應的速率方程為:v=k?p
α(SO
2)?p
β(O
2)?p
γ(SO
3),根據表中數據,β=
。
實驗 |
p(SO2)/kPa |
p(O2)/kPa |
p(SO3)/kPa |
v/kPa-1 |
1 |
m |
n |
p |
q |
2 |
2m |
n |
p |
2q |
3 |
m |
n |
0.1p |
10q |
4 |
m |
2n |
p |
1.414q |