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的转化率的影响如下

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的转化率的影响如下表（原料气各成分的体积分数为：SO27%，O211%，N282%）：（1）利用表中数据判断SO2的氧化反应是______反应（填“放热”或“吸热”），其判断依据是______． 温度/℃ 不同压强下的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 10MPa 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（2）根据表中数据，考虑综合经济效益，你认为工业上SO2催化氧化时适宜的压强为______．（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）为提高SO3吸收率，实际生产中用______吸收SO3．（5）将1mol SO3充入一真空密闭容器中，一定条件下达到平衡，此时SO3所占体积分数为M%，若在同样条件下最初投入2mol SO3，反应达平衡时SO3所占体积分数为N%，则M%______N%（填“大于”，“等于”或“小于”）

Answer 1

（1）由表中数据可知，压强一定时，温度升高时，SO₂的转化率降低，说明升高温度有利于平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，
故答案为：放热；由表中数据可知，在相同压强下，温度越高SO₂的转化率越低；
（2）由表中数据可知，增大压强对SO₂的转化率影响不大，同时增大成本，故通常采取采用常压而不是高压，考虑综合经济效益压强0.1MPa时二氧化硫转化率较大，
故答案为：0.1MPa；    
（3）催化剂缩短到达平衡时间，不影响平衡移动，二氧化硫的转化率不变，故答案为：否；
（4）吸收塔中SO₃如果用水吸收，发生反应：SO₃+H₂O═H₂SO₄，该反应为放热反应，放出的热量易导致酸雾形成，阻碍水对三氧化硫的吸收；而浓硫酸的沸点高，难以气化，不会形成酸雾，同时三氧化硫易溶于浓硫酸，所以工业上从吸收塔顶部喷洒浓硫酸作吸收液，最终得到“发烟”硫酸，
故答案为：98.3%的硫酸；      
（5）将1mol SO₃充入一真空密闭容器中，一定条件下达到平衡，此时SO₃所占体积分数为M%，若在同样条件下最初投入2mol SO₃，反应达平衡时SO₃所占体积分数为N%，在同样条件下最初投入2mol SO₃，和投入1molSO₃，相比可知，相当于增大平衡压强，平衡正向进行，三氧化硫体积分数增大，所以M%＜N%，故答案为：小于．