《2025年通成学典课时作业本九年级化学上册沪教版苏州专版》

26. (7分)工业上常利用克劳斯法处理含$H_2S$的废气并获得一种硫单质,工艺流程如图甲所示:

(1) 反应炉中部分$H_2S$发生的反应为$2H_2S+3O_2$高温$2SO_2+2H_2O,$剩余的$H_2S$在催化转化器中发生的反应为$4H_2S+2SO_2$催化剂高温$3X+4H_2O,X$的化学式为S₂。
(2) 为提高$H_2S$转化为硫的比例,理论上应控制反应炉和催化转化器中参加反应的$H_2S$的分子个数比为1:2(填最简整数比)。
(3) 某温度下,以不同的浓度比$c(H_2S):c(O_2)($浓度比相当于分子个数比)对$H_2S$的转化率的影响如图Ⅰ所示。按浓度比$c(H_2S):c(O_2)= 2:1$的混合气通入,可保持$H_2S$较高的转化率。若浓度比$c(H_2S):c(O_2)$过低或过高,均会产生不利的影响。
① 若浓度比$c(H_2S):c(O_2)$过低,在较高温度下可能会生成SO₂(填化学式),降低硫的产率。
② 若浓度比$c(H_2S):c(O_2)$过高$,H_2S$的转化率会降低(填"升高"或"降低")。

(4) 一定温度下,按浓度比$c(H_2S):c(O_2)= 2:1$的混合气,以不同流速通入活性$Al_2O_3$催化转化器中反应,测得$H_2S$的转化率随混合气流速的变化曲线如图Ⅱ所示。结合实际工业生产效益(时间成本、效率成本)分析,混合气流速适宜范围是B(填字母)。
$A. 2×100~4×100m^3·h⁻^1$
$B. 8×100~10×100m^3·h⁻^1$
$C. 14×100~16×100m^3·h⁻^1$
(5) 活性$Al_2O_3$可作为克劳斯法脱硫反应的催化剂。其他条件相同下,按浓度比$c(H_2S):c(O_2)= 2:1$的混合气,匀速通入活性$Al_2O_3$催化转化器中反应,测得反应相同时间内$H_2S$的转化率随温度的变化曲线如图Ⅲ所示。已知:在使用过程中,温度会影响催化剂的活性,从而改变催化效果。
温度在$0~T_1℃$范围内$,H_2S$的转化率迅速上升的原因:
① 相同条件下,温度升高,催化剂活性增大,催化效果更好。
② 相同条件下，温度升高，反应速率加大。
当温度高于$T_2℃$时$,H_2S$的转化率迅速下降的原因可能是催化剂在温度高于$T_2℃$时，失去活性，失去催化作用。

答案： （1）${S2}$
（2）$1:2$
（3）① ${SO2}$ ② 降低
（4）B
（5）② 相同条件下，温度升高，反应速率加大 催化剂在温度高于$T_{2}\ ^{\circ}\text{C}$时，失去活性，失去催化作用