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    某硫酸厂初步处理后的尾气中含0.2% 的SO2和10% 的O2(均为体积分数)。为了进一步除去SO2,并将SO2转变为(NH4)2SO4,有人设计了如下方案:在400℃时,尾气以5 m3/h的速率通过V2O5的催化剂层后，与20 L/h速率的氨气混合喷水。此时气体温度由400℃降至200℃，在热的结晶装置中得到(NH4)2SO4晶体（气体的体积已转为标准状况）。请回答下列问题：

    （1）按反应中的理论值，SO2和O2的体积比为2:1，但实际生产中这个比值是多少？为什么？

    （2）  通过计算说明为什么尾气以5 m3/h的速率与20 L/h速率的氨气混合？

    （3）  若该厂每天排放10000 m3尾气，求该厂每月（按30天计算）可得到(NH4)2SO4的质量为多少？

    （1）根据2SO2+O2 ≒  2 SO3，SO2和 O2按2：1（体积比）的理论值反应，但实际上v(SO2):v(O2)=0.2%:10%=1:50。根据化学平衡移动原理，增大廉价的氧气的浓度，可使反应：2SO2(g)+O2(g) ≒  2 SO3(g)向生成三氧化硫方向移动，这样可以增大较贵重的二氧化硫的转化率。

    （2）                                          2NH3   ～     SO2

                        2             1

    V(NH3)    5×103×0.2%L/h  v(NH3)=20L/h

    (3) 根据2SO2+O2 ≒  2 SO3，以及SO3+H2O+2NH3=(NH4)2SO4

    得关系式：   SO2   ～ 2NH3～ (NH4)2SO4

    22.4L            132g

    107L×0.2%×30        m[(NH4)2SO4]

    m[(NH4)2SO4]=3.54×106g=3.54t


    解析:

    （1）根据2SO2+O2 ≒  2 SO3，SO2和 O2按2：1（体积比）的理论值反应，但实际上v(SO2):v(O2)=0.2%:10%=1:50。根据化学平衡移动原理，增大廉价的氧气的浓度，可使反应：2SO2(g)+O2(g) ≒  2 SO3(g)向生成三氧化硫方向移动，这样可以增大较贵重的二氧化硫的转化率。

    （3）                                          2NH3   ～     SO2

                        2             1

    V(NH3)    5×103×0.2%L/h  v(NH3)=20L/h

    (3) 根据2SO2+O2 ≒  2 SO3，以及SO3+H2O+2NH3=(NH4)2SO4

    得关系式：   SO2   ～ 2NH3～ (NH4)2SO4

    22.4L            132g

    107L×0.2%×30        m[(NH4)2SO4]

    m[(NH4)2SO4]=3.54×106g=3.54t

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    某硫酸厂初步处理后的尾气中含0.2% 的SO2和10% 的O2(均为体积分数)。为了进一步除去SO2，并将SO2转变为(NH4)2SO4，有人设计了如下方案：在400℃时，尾气以5 m3/h的速率通过V2O5的催化剂层后，与20 L/h速率的氨气混合喷水。此时气体温度由400℃降至200℃，在热的结晶装置中得到(NH4)2SO4晶体（气体的体积已转为标准状况）。请回答下列问题：

    　　⑴ 按反应中的理论值，SO2和O2的体积比为2/1，但实际生产中这个比值是多少？为什么？

    　　⑵ 通过计算说明为什么尾气以5 m3/h的速率与20 L/h速率的氨气混合？

    ⑶ 若该厂每天排放10 000 m3尾气，求该厂每月（按30天计算）可得到(NH4)2SO4的质量为多少？

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