28.(14分)
硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化: 。回答下列问题:
(1) 钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示,与反应生成和的热化学方程式为:____________。
(2) 当、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在、和压强下, 平衡转化率随温度的变化如图(b)所示。反应在、时的=_________ ,判断的依据是_________。 影响的因素有__________。
(3)将组成(物质的量分数)为、、的气体通入反应器,在温度、压强条件下进行反应。平衡时,若转化率为,则压强为_________ ,平衡常数=_____________ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(4)研究表明,催化氧化的反应速率方程为:
式中:为反应速率常数,随温度升高而增大;为平衡转化率, 为某时刻转化率, 为常数。在时,将一系列温度下的、值代入上述速率方程,得到曲线,如图(c)所示。
曲线上最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度。时, 逐渐提高;后,逐渐下降。原因是_____________。
(1). 2V2O5(s)+ 2SO2(g)⇌ 2VOSO4(s)+ V2O4(s) ∆H= -351 kJ∙mol-1 (2). 0.975 (3). 该反应气体分子数减少,增大压强,α提高。所以,该反应在550℃、压强为5.0MPa>2.5MPa=p2的,所以p1=5.0MPa (4). 反应物(N2和O2)的起始浓度(组成)、温度、压强 (5). (6). (7). 升高温度,k增大使v逐渐提高,但α降低使v逐渐下降。当t<tm,k增大对v的提高大于α引起的降低;当t>tm,k增大对v的提高小于α引起的降低