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近年來,研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存,過程如圖:
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(1)反應(yīng)I由兩步反應(yīng)完成:
a.H2SO4(l)?SO3(g)+H2O(g)△H1=+177kJ/mol
b.2SO3(g)?2SO2(g)+O2(g)△H2=+197kJ/mol
①請(qǐng)寫出反應(yīng)I的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:
2H2SO4(l)?2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)△H=+551kJ?mol?1
2H2SO4(l)?2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)△H=+551kJ?mol?1

②硫酸工業(yè)中可通過反應(yīng)b的逆反應(yīng)合成SO3,下表列出了不同溫度、壓強(qiáng)下SO2的平衡轉(zhuǎn)化率:
溫度/℃ SO2的平衡轉(zhuǎn)化率/%
0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa
450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
在實(shí)際生產(chǎn)中,選定溫度為400~500℃的原因是
在此溫度下催化劑的活性較高
在此溫度下催化劑的活性較高
;選定壓強(qiáng)為常壓的原因是
常壓下,SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,若采用高壓,SO2轉(zhuǎn)化率增大程度較小,但生產(chǎn)成本增大,若采用低壓,SO2的轉(zhuǎn)化率較小
常壓下,SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,若采用高壓,SO2轉(zhuǎn)化率增大程度較小,但生產(chǎn)成本增大,若采用低壓,SO2的轉(zhuǎn)化率較小
。
(2)I-可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)(反應(yīng)Ⅱ)的催化劑,催化歷程如下:
i.SO2+4I-+4H+═S↓+2I2+2H2O
ii.
I2+2H2O+SO2═SO42-+2I-+4H+
I2+2H2O+SO2═SO42-+2I-+4H+
。
某實(shí)驗(yàn)小組為探究i、ii反應(yīng)速率與SO2歧化反應(yīng)速率的關(guān)系,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):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)
A B C D
試劑組成 0.4mol/LKI 0.4mol/LKI
0.2mol/LH2SO4
0.2mol/LH2SO4 0.2mol/LKI
amolI2
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 溶液變黃,一段時(shí)間后出現(xiàn)渾濁 溶液變黃,出現(xiàn)渾濁較A快 無明顯現(xiàn)象 溶液由棕褐色很快褪色成黃色,出現(xiàn)渾濁較A快
①請(qǐng)補(bǔ)全反應(yīng)ii。
②比較A、B、C,可得出的結(jié)論是:
I?為SO2歧化反應(yīng)的催化劑,氫離子單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用,但氫離子可加快反應(yīng)速率
I?為SO2歧化反應(yīng)的催化劑,氫離子單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用,但氫離子可加快反應(yīng)速率

③D是A的對(duì)比實(shí)驗(yàn),則a=
0.002
0.002

④實(shí)驗(yàn)表明,SO2的歧化反應(yīng)速率D>A,則反應(yīng)速率:i
ii(填“>”、“=”或“<”)。

【答案】2H2SO4(l)?2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)△H=+551kJ?mol?1;在此溫度下催化劑的活性較高;常壓下,SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,若采用高壓,SO2轉(zhuǎn)化率增大程度較小,但生產(chǎn)成本增大,若采用低壓,SO2的轉(zhuǎn)化率較??;I2+2H2O+SO2═SO42-+2I-+4H+;I?為SO2歧化反應(yīng)的催化劑,氫離子單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用,但氫離子可加快反應(yīng)速率;0.002;<
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:13引用:1難度:0.5
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    ;
    (2)寫出表示葡萄糖燃燒熱的熱化學(xué)方程式:
     
    ;
    (3)有人利用甲烷和氧氣的反應(yīng)設(shè)計(jì)成如圖所示燃料電池,若使用酸性電解質(zhì)溶液,則電極反應(yīng)式為:b極:
     
    ;若使用堿性電解質(zhì)溶液,則b極的電極反應(yīng)式為:b極:
     
    ;放電時(shí)電極a作
     
    極,外電路中電流從
     
    流出,電解質(zhì)溶液中陽(yáng)離子移向
     
    極.

    發(fā)布:2024/11/8 8:0:1組卷:3引用:1難度:0.5
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    發(fā)布:2024/11/9 8:0:6組卷:7引用:1難度:0.5
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    ;
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    (3)已知1mol液態(tài)水變成氣態(tài)水時(shí)需要吸收44kJ的熱量,則1mol甲烷完全燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳時(shí)放出的熱量為
     
    kJ.

    發(fā)布:2024/11/15 8:0:2組卷:5引用:1難度:0.3
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