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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/mol
3SO2(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+
SO2
SO2
4H+
4H+
+
SO
2
-
4
SO
2
-
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)
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
①B是A的对比实验,则a=
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+
SO
2
-
4
;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
【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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    (1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
    ①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    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
    d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
    (2)已知在常温常压下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
    则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ•mol-1
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    ①该电池正极的电极反应式为
     

    ②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
     
    个电子发生转移.
    (4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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