Question

為了除去工業(yè)廢氣中的SO₂，可將SO₂轉(zhuǎn)化成(NH₄)₂SO₄。據(jù)有關(guān)資料介紹，摘錄如下：“初步處理后的廢氣中含0.2% SO₂(體積分數(shù))，10% O₂(體積分數(shù))；在400 ℃時，以5 m³·h^-1的速率與NH₃混合，再以290 g·h^-1的速率通過V₂O₅觸媒層，然后與流量為25 L·h^-1的NH₃混合，再噴入流量為290 g·h^-1的水，此時氣體溫度迅速從400 ℃下降至200 ℃，在熱的結(jié)晶裝置中得到(NH₄)₂SO₄晶體。”據(jù)此資料回答下列問題。

(1)按反應式2SO₂+O₂2SO₃，SO₂與O₂的物質(zhì)的量之比為2∶1，資料中卻用1∶50，原因是：___________________________________________________________________。

(2)進行冷卻的原因是______________________________________________________。

(3)某工廠廢氣中含0.4%的SO₂和0.5%的O₂，你認為應該怎樣利用上述資料？

(4)如果該工廠沒有NH₃，只有生石灰，你認為又該怎樣利用上述資料？

(5)若將SO₂全部轉(zhuǎn)化為SO₃，SO₃全部轉(zhuǎn)化為(NH₄)₂SO₄，則資料中NH₃的每小時通入量至少應是_________L，由此可得出NH₃的利用率為_________。

Answer 1

解析：本題要求我們通過閱讀、理解，運用化學平衡理論來解釋實際生產(chǎn)問題。

(5)根據(jù)化學方程式：

4NH₃+2SO₂+2H₂O+O₂====2(NH₄)₂SO₄

同溫同壓下，V(NH₃)=2V(SO₂)=2×5 000 L×0.2%=20 L,所以，NH₃的利用率為：×100%=80%。

答案：(1)根據(jù)勒夏特列原理，增大c(O₂),有利于平衡正向移動，提高了SO₂的轉(zhuǎn)化率

    (2)高溫時(NH₄)₂SO₄易分解，故冷卻降溫有利于生成(NH₄)₂SO₄

    (3)O₂用量不足，應該向廢氣中增加空氣的充入量。

    (4)生石灰與NH₃都可以吸收SO₂，故可以用生石灰代替NH₃吸收尾氣，得CaSO₄(由CaSO₃轉(zhuǎn)化而來)。

    (5)20  80%