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  • 利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤．T℃时反应2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．（1）写出该反应的热化学方程式（用E1、E2或E3表示，下同） ．（2）T℃时将3mol SO2和1mol O2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生反应．2min时反应达到平衡，此时测得反应物O2还剩余0.1mol，则达到平衡时SO2的转化率为 ，反应 （填“放出”或“吸收”） 热量．（用E1、E2或E3表示）（3）下列叙述能证明该反应已达化学平衡状态的是 （填序号）①SO2的体积分数不再发生变化 ②容器内压强不再发生变化 ③容器内气体原子总数不再发生变化 ④相同时间内消耗2n mol SO2的同时生成n mol O2 ⑤相同时间内消耗2n mol SO2的同时生成2n mol SO3（4）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1、E2和E3的变化是：E1 ，E2 ，E3 （填“增大”“减小”或“不变”）．（5）若以如图所示装置，用电化学原理生产硫酸，将SO2、O2以一定压强喷到活性电极上反应．写出两电极的电极反应式： ，为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则通入SO2和水的质量比为 ．（6）SOCl2是一种无色液体，可与碳共同构成锂电池的正极材料，且其放电时也有SO2气体产生．写出SOCl2在电池中放电时的电极反应式 ．试题及答案-填空题-云返教育

      • 试题详情

      利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤．T℃时反应2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．
      （1）写出该反应的热化学方程式（用E      1、E2或E3表示，下同）          ．
      （2）T℃时将3mol SO      2和1mol O2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生反应．2min时反应达到平衡，此时测得反应物O2还剩余0.1mol，则达到平衡时SO2的转化率为          ，反应          （填“放出”或“吸收”）          热量．（用E1、E2或E3表示）
      （3）下列叙述能证明该反应已达化学平衡状态的是                （填序号）
      ①SO      2的体积分数不再发生变化 ②容器内压强不再发生变化 ③容器内气体原子总数不再发生变化 ④相同时间内消耗2n mol SO2的同时生成n mol O2 ⑤相同时间内消耗2n mol SO2的同时生成2n mol SO3
      （4）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E      1、E2和E3的变化是：E1          ，E2          ，E3          （填“增大”“减小”或“不变”）．
      （5）若以如图所示装置，用电化学原理生产硫酸，将SO      2、O2以一定压强喷到活性电极上反应．写出两电极的电极反应式：          ，为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则通入SO2和水的质量比为          ．
      （6）SOCl      2是一种无色液体，可与碳共同构成锂电池的正极材料，且其放电时也有SO2气体产生．写出SOCl2在电池中放电时的电极反应式          ．

      试题解答

      2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-E3kJ/mol　或△H=-（E2-E1）kJ/mol:60%:放出:0.9E3:①②④:减小:减小:不变:+：O2+4e-+4H+═2H2O
      -：SO      2-2e-+2H2O═SO42-+4H+:16：29:2SOCl2+4e-═S+SO2↑+4Cl-
      解：（1）△H=反应物吸收的能量-生成物放出的能量═-E3kJ/mol=-（E2-E1）kJ/mol，
      故答案为：2SO      2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-E3kJ/mol 或△H=-（E2-E1）kJ/mol
      （2）从图象知，反应物的能量大于生成物的能量，所以该反应是放热反应．
      2SO      2（g）+O2（g）?2SO3（g） 放热 E3
      反应开始 3 mol 1mol 0 E      3
      转化 1.8 mol 0.9mol 1.8 mol 0.9E       3
      平衡 1.2mol 0.1mol 1.8 mol
      所以SO      2的转化率=
      1.8mol
      3mol
      ×100%=60%
      放出热量 0.9E       3
      故答案为：60%；放出； 0.9 E      3；
      （3）该反应前后气体体积减小，化学平衡状态的标志：正逆反应速率相等、体系各物质的含量不变．
      ①②④符合条件；根据原子守恒，各元素的原子总数始终不变，故③错；⑤所指方向一致，故⑤错．
      故选：①②④；
      （4）加入催化剂，改变了反应历程，改变反应速率，但平衡不移动，所以E      2、E1 减小，E3不变，
      故答案为：E      2、E1 减小，E3不变；
      （5）根据原电池反应原理，还原剂在负极上发生氧化反应电极反应式为SO      2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；，氧化剂在正极上发生还原反应电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O，该原电池的本质是2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，为维持浓度不变，SO2和O2反应生成硫酸的质量分数是50%，所需的水为反应反应的水和做溶剂的水，所以质量比为=2×64：（2×18+2×98）=16：29
      故答案为：+：O      2+4e-+4H+═2H2O，-：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+； 16：29；
      （6）SOCl2中S的化合价是+4价，是中间价态，能发生氧化还原反应，反应中有二氧化硫生成，也有S单质生成，电池反应式为2SOCl      2+4e-═S+SO2↑+4Cl-，
      故答案为：2SOCl      2+4e-═S+SO2↑+4Cl-．
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