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研究人員利用含硫物質(zhì)熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲,過程如下:

(1)反應Ⅰ:2H2SO4 (l)═2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)△H1=+551kJ?mol-1
反應Ⅲ:S(s)+O2(g)═SO2(g)△H3=-297kJ?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)對于反應Ⅱ,在投料比【n(SO2):n(H2O)】為3:2時,兩種壓強下,H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度的變化關系如圖1所示。

①下列說法不正確的是
CD
CD
。
A.p2>pl
B.反應Ⅱ的△s<0
C.使用合適催化劑可以提高H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)
D.其他條件相同時,投料比【n(SO2):n(H2O)】改變?yōu)?:1,可提高SO2的平衡轉(zhuǎn)化率
②對于反應Ⅱ,在某一投料比時,分別為140℃和180℃下,在圖2中畫出H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)隨壓強的變化關系示意圖。
(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:
i.SO2+4I-+4H+═S↓+2I2+2H2O
ⅱ.I2+2H2O+SO2═SO42-+4H++2I-
為探究i、ⅱ反應速率與SO2歧化反應速率的關系,實驗如下:分別將18mL SO2飽和溶液加入到2mL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 0.4mol?L-1 KI 0.4mol?L-1 KI
0.2mol?L-1 H2SO4
0.2mol?L-1 H2SO4 0.2mol?L-1 KI
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
①比較A、B、C,可得出的結(jié)論是
I-為SO2歧化反應的催化劑,氫離子單獨存在時不具有催化作用,但氫離子可加快歧化反應速率
I-為SO2歧化反應的催化劑,氫離子單獨存在時不具有催化作用,但氫離子可加快歧化反應速率
。
②實驗表明,SO2的歧化反應速率D>A,結(jié)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(chǎn)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(chǎn)生的氫離子使反應i加快

【答案】3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)△H=-254kJ/mol;CD;I-為SO2歧化反應的催化劑,氫離子單獨存在時不具有催化作用,但氫離子可加快歧化反應速率;反應ⅱ比反應i快,D中由反應ii產(chǎn)生的氫離子使反應i加快
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/8/17 8:0:1組卷:82引用:4難度:0.5
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    (1)如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)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(nèi)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(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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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