近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储,过程如下:

(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)△H1=+551 kJ•mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g)△H3=-297 kJ•mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s),△H=-254kJ/mol3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s),△H=-254kJ/mol。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示,p2>>p1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是 当温度相同时,增大压强,平衡正向移动,导致硫酸在平衡体系中物质的量分数增大当温度相同时,增大压强,平衡正向移动,导致硫酸在平衡体系中物质的量分数增大。

(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下,将ii补充完整。
i.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+SO2SO2═4H+4H++SO2-4SO2-4+2I-
(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象,(已知:I2易溶解在KI溶液中)
SO
2
-
4
SO
2
-
4
序号 | A | B | C | D |
试剂组成 | 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 |
实验现象 | 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 | 溶液变黄,出现浑浊较A快 | 无明显现象 | 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快 |
0.4
0.4
。②比较A、B、C,可得出的结论是
在酸性条件下,SO2与I-反应速率更快,且SO2与稀硫酸不发生反应
在酸性条件下,SO2与I-反应速率更快,且SO2与稀硫酸不发生反应
。③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A.结合i,ii反应速率解释原因:
反应ⅱ比反应i快,D中由反应ii产生的氢离子使反应i加快
反应ⅱ比反应i快,D中由反应ii产生的氢离子使反应i加快
。【答案】3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s),△H=-254kJ/mol;>;当温度相同时,增大压强,平衡正向移动,导致硫酸在平衡体系中物质的量分数增大;SO2;4H+;;0.4;在酸性条件下,SO2与I-反应速率更快,且SO2与稀硫酸不发生反应;反应ⅱ比反应i快,D中由反应ii产生的氢离子使反应i加快
SO
2
-
4
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:1443引用:17难度:0.6
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②以下有关说法正确的是
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
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