2.某冶煉廠產生大量的CO、SO
2等有毒廢氣,為了變廢為寶,科研小組研究用廢氣等物質制備羰基硫(COS)和Li/SO
2電池產品。
(1)羰基硫是一種糧食熏蒸劑,能防治某些害蟲和真菌的危害,利用CO等制備羰基硫原理如下。
方法一:用FeOOH作催化劑,發(fā)生反應:CO(g)+H
2S(g)?COS(g)+H
2(g)ΔH═-11.3kJ/mol,反應分兩步進行,其反應過程能量變化如圖所示。
①決定COS生成速率的主要步驟是
(填“第1步”或“第2步”)。
②計算b的數值為
。
方法二:一氧化碳還原CaSO
4。可發(fā)生下列反應:
Ⅰ.CaSO
4(s)+CO(g)?CaO(s)+CO
2(g)+SO
2(g);
Ⅱ.SO
2(g)+3CO(g)?2CO
2(g)+COS(g),其lgK
p與溫度(T)的關系如圖所示(K
p為以分壓表示的平衡常數,K
p對應的分壓單位為kPa)。
①比較鍵角:SO
2
COS(填“>”,“<”或“=”)。
②ΔH>0的反應是
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
③上述反應體系在一定條件下建立平衡后,下列說法正確的有
。
A.增大CO和SO
2的濃度,反應Ⅰ和Ⅱ的正反應速率都增加
B.移去部分CaSO
4(s),反應Ⅰ的平衡向左移動
C.加入反應Ⅰ的催化劑,可提高COS的平衡產率
D.降低溫度,反應Ⅰ和Ⅱ中的活化分子百分數降低
④寫出一種一定能同時提高COS平衡產量和總反應速率的操作:
。
⑤若在某恒容密閉容器中加入1molCaSO
4固體和一定量的CO氣體,只發(fā)生反應Ⅰ,在B點溫度下達到平衡時,CO的分壓為100kPa,則CO的平衡轉化率為
。
(2)利用SO
2等物質制備Li/SO
2電池。電池以LiBr-AN(乙腈)、液態(tài)SO
2為電解質溶液,放電時有白色的連二亞硫酸鋰(Li
2S
2O
4)沉淀生成。寫出正極的電極反應式為
。