Question

（7分）為了除去工業廢氣中的SO₂，將“SO₂轉化為（NH₄）₂SO₄”的資料摘錄如下：“一個典型的實例：初步處理后的廢氣中含0．2%的SO₂和10%O₂（體積比，下同）。400℃時將廢氣以5m³/h的速率通過V₂O₅催化劑層與20L/h的速率的氨氣混合，再噴入水（290g/h），此時氣體溫度由400℃降為200℃。在熱的結晶裝置中可得到（NH₄）₂SO₄晶體（氣體體積均折算成標準狀況）。”利用上述資料，用氨來除去工業廢氣中的SO₂，回答下列問題：
（1）按反應中的理論值，SO₂和O₂的物質的量之比是2：1，該資料中的比值是        
          ，簡述不采用2：1的理由是                              。
（2）通過計算，說明為什么廢氣以5m³/h的速率與20L/h的速率的氨氣混合？
（3）若某廠每天排放1104m³這種廢氣，按上述方法該廠每月（按30天計算）可得硫酸銨多少噸？消耗氨氣多少噸？

Answer 1

（1）1：5；根據化學平衡移動原理，過量的O₂可以提高SO₂的轉化率。（2）廢氣中SO₂:1000×5×2%=10L/h，V（SO₂）:V（NH₃）=10:20=1:2恰好生成（NH₄）₂SO₄。（3）3．54t硫酸銨，0．91tNH₃。

此題涉及的反應有：2SO₂＋O₂2SO₃……①，2NH₃＋SO₃＋H₂O=（NH₄）₂SO₄……②。反應①中提高O₂的濃度可以使反應向右移動，提高SO₂的轉化率。①、②兩式聯立，可得SO₂～SO₃～2NH₃～（NH₄）₂SO₄可知廢氣中SO₂與NH₃按1：2通入。