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近年來,研究人員提出利用含硫物質熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉化與存儲,過程如下:

(1)反應Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)△H1=+551  kJ?mol-1
反應Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g)△H3=-297  kJ?mol-1
反應Ⅱ的熱化學方程式:
3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s),△H=-254kJ/mol
3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s),△H=-254kJ/mol
。
(2)對反應Ⅱ,在某一投料比時,兩種壓強下,H2SO4在平衡體系中物質的量分數(shù)隨溫度的變化關系如圖所示,p2
p1(填“>”或“<”),得出該結論的理由是
當溫度相同時,增大壓強,平衡正向移動,導致硫酸在平衡體系中物質的量分數(shù)增大
當溫度相同時,增大壓強,平衡正向移動,導致硫酸在平衡體系中物質的量分數(shù)增大
。

(3)I-可以作為水溶液中SO2歧化反應的催化劑,可能的催化過程如下,將ii補充完整。
i.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+
SO2
SO2
4H+
4H+
+
SO
2
-
4
SO
2
-
4
+2I-
(4)探究i、ii反應速率與SO2歧化反應速率的關系,實驗如下:分別將18 mL SO2飽和溶液加入到2 mL下列試劑中,密閉放置觀察現(xiàn)象,(已知:I2易溶解在KI溶液中)
序號 A B C D
試劑組成 0.4 mol?L-1KI a mol?L-1KI
0.2 mol?L-1H2SO4
0.2 mol?L-1H2SO4 0.2 mol?L-1KI
0.0002 mol I2
實驗現(xiàn)象 溶液變黃,一段時間后出現(xiàn)渾濁 溶液變黃,出現(xiàn)渾濁較A快 無明顯現(xiàn)象 溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現(xiàn)渾濁較A快
①B是A的對比實驗,則a=
0.4
0.4
。
②比較A、B、C,可得出的結論是
在酸性條件下,SO2與I-反應速率更快,且SO2與稀硫酸不發(fā)生反應
在酸性條件下,SO2與I-反應速率更快,且SO2與稀硫酸不發(fā)生反應
。
③實驗表明,SO2的歧化反應速率D>A.結合i,ii反應速率解釋原因:
反應ⅱ比反應i快,D中由反應ii產生的氫離子使反應i加快
反應ⅱ比反應i快,D中由反應ii產生的氫離子使反應i加快
。

【答案】3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s),△H=-254kJ/mol;>;當溫度相同時,增大壓強,平衡正向移動,導致硫酸在平衡體系中物質的量分數(shù)增大;SO2;4H+
SO
2
-
4
;0.4;在酸性條件下,SO2與I-反應速率更快,且SO2與稀硫酸不發(fā)生反應;反應ⅱ比反應i快,D中由反應ii產生的氫離子使反應i加快
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:1432引用:17難度:0.6
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    (1)如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線.
    ①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有關說法正確的是
     

    a.恒溫、恒容條件下,容器內的壓強不發(fā)生變化則可逆反應達到平衡
    b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
    c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產率
    d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應,達到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉化率為80%
    (2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
    則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ?mol-1
    (3)2009年10月,中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
    ①該電池正極的電極反應式為
     

    ②工作一段時間后,當6.4g甲醇完全反應生成CO2時,有
     
    個電子發(fā)生轉移.
    (4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是
     
    、
     
    (用相關的電極反應式和離子方程式表示)

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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