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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。过程如图:

(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)═2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ⋅mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)═SO2(g)ΔH3=-297kJ⋅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:
反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,H2SO4的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大
反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,H2SO4的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大

(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18mLSO2饱和溶液加入到2mL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 0.4mol/LKI amol/LKI0.2mol/LH2SO4 0.2mol/LH2SO4 0.2mol/LKI0.0002molI2
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;>;反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应,温度一定时,增大压强使反应正向移动,H2SO4的物质的量增大,体系总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大;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:2024/6/27 10:35:59组卷:42引用:1难度:0.5
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  • 1.氢在地球上主要以化合态的形式存在,是宇宙中分布最广泛的物质,它构成了宇宙质量的75%,属于二次能源.工业上生产氢的方式很多,常见的有水电解制氢,煤炭气化制氢,重油及天然气水蒸气催化制氢等.氢气是一种理想的绿色能源,如图1为氢能产生和利用的途径:

    (1)图1的四个过程中能量转化形式有
     

    A.2种  B.3种  C.4种  D.4种以上
    (2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
    2H2O(1)
    通电
    2H2(g)+O2(g)△H 1      2H2O(1)
    光照
    催化剂
    2H2(g)+O2(g)△H2   
    以上反应的△H1
     
    △H2(选填“<”、“>”或“=”)
    (3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
     

    (4)氢能利用需要选择合适的储氢材料.
    ①NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为
     

    ②镧镍合金在一定条件下可吸收氢气生产氢化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)释放出气态氢,根据平衡移动的原理,可改变的条件之一是
     

    ③一定条件下,如图3所示装置可实现有机物的电化学储氢,使C7H8转化为C7H14,则电解过程中产生的气体X 为
     
    ,电极A上发生的电极反应式为
     

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