Question

硫酸工業生產應考慮綜合經濟效益。?

(1)若從下列四個地區選址新建一座硫酸廠，最合適的地點應在        附近。?

a.風景旅游區       b.硫酸消耗中心區?     c.人口稠密區      d.黃鐵礦礦區?

(2)工業生產硫酸的原料氣成分(體積分數)為：SO₂7%，O₂11%，N₂ 82%。壓強及溫度對SO₂轉化率的影響如下：?

工業上，二氧化硫催化氧化過程采用的是常壓而不是高壓，主要原因是　　　　　　　　　　　　　。?

分析上表數據可知，二氧化硫的催化氧化是放熱反應，理由是　　　　　　　　　　　。

(3)據測算，接觸法制硫酸過程中，每生產1t 98%的硫酸需消耗3.60×10⁵ kJ能量。若反應：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g),ΔH =-196.6 kJ·mol^-1放出的熱量完全被利用，則每生產1t 98%的硫酸可為外界提供　　　　kJ能量(不考慮其他過程釋放的能量)。?

(4)依據題給數據計算：在500 ℃ 0.1 MPa條件下，二氧化硫的催化氧化達到平衡時，各種氣體的體積比V(SO₂)∶V(SO₃)∶V(O₂)∶V(N₂)=　　　∶　　　∶　　∶　　　(結果保留兩位有效數字)。

Answer 1

(1)b?

(2)常壓時SO₂的轉化率已經很大，增大壓強會增加動力成本和設備成本壓強一定時，溫度升高，SO₂轉化率下降?

(3)6.23×10⁵?

(4)V(SO₂)∶V(SO₃)∶V(O₂)∶V(N₂)=(0.46)∶(6.5)∶(7.7)∶82?

解析：

(2)從表中數據看，常壓下SO₂的轉化率已很高，故無須加壓。隨強度的升高，SO₂的轉化率降低，故反應放熱。?

(3)1t 98%的硫酸的物質的量為1×10⁴ mol，故需SO₃1×10⁴ mol,因此產生SO₃需放熱196.62×1×10⁴ kJ=9.83×10⁵kJ，故為外界提供：9.83×10⁵ kJ-3.60×10⁵ kJ=6.23×10⁵kJ的熱量。

(4)設SO₂為7，O₂為11，N₂為82?

         2SO₂       +　　  O₂    　　2SO₃?

始：　  7                     11                        0?

轉：7×93.5%                 7×93.5%?

平：7(1-93.5%)    11-      7×93.5%?

故平衡時四者比為：0.46∶6.5∶7.7∶82