近年來,研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲。過程如圖1:
(1)反應(yīng)Ⅰ:2H2SO4(l)═2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551kJ?mol-1。
反應(yīng)Ⅲ:S(s)+O2(g)═SO2(g) ΔH3=-297kJ?mol-1。
反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式:
3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH=-254kJ/mol
3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH=-254kJ/mol
。
(2)對反應(yīng)Ⅱ,在某一投料比時,兩種壓強(qiáng)下,H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖2所示。p2>
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p 1(填“>”或“<”),得出該結(jié)論的理由是 反應(yīng)Ⅱ為氣體體積減小的反應(yīng),相同溫度下,增大壓強(qiáng),平衡正向移動,H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大
反應(yīng)Ⅱ為氣體體積減小的反應(yīng),相同溫度下,增大壓強(qiáng),平衡正向移動,H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大
。
(3)I-可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)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
═SO42-
SO42-
+4H+
4H+
+2I-
(4)探究i、ii反應(yīng)速率與SO2歧化反應(yīng)速率的關(guān)系,實驗如下:分別將18mLSO2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)
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(jié)論是 I-是SO2歧化反應(yīng)的催化劑,H+單獨存在時不具有催化作用,但H+可加快歧化反應(yīng)速率
I-是SO2歧化反應(yīng)的催化劑,H+單獨存在時不具有催化作用,但H+可加快歧化反應(yīng)速率
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