Question

【題目】直接排放含SO2的煙氣會形成酸雨，危害環(huán)境。工業(yè)上常采用催化還原法和堿吸收法處理SO2氣體。

（1）如圖所示：1mol CH4完全燃燒生成氣態(tài)水的能量變化和1mol S(g)燃燒的能量變化。在催化劑作用下，CH4可以還原SO2生成單質(zhì)S(g)、H2O(g)和CO2，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________________________________________。

（2）焦炭催化還原二氧化硫的化學(xué)方程式為2C(s)+2SO2(g) S2(g)+2CO2(g)。一定壓強下，向1L密閉容器中充入足量的焦炭和1molSO2發(fā)生反應(yīng)，測得SO2的生成速率與S2(g)的生成速率隨溫度變 化的關(guān)系如圖所示：

①A、B、C、D四點對應(yīng)的狀態(tài)中，達到平衡狀態(tài)的有_____________(填字母)。

②該反應(yīng)的△H_____0(填“>”“<”或“=”)。

③下列措施能夠增大SO2平衡轉(zhuǎn)化率的是______________。

A．降低溫度 B．增加C的量 C．減小容器體積 D．添加高效催化劑

（3）某研究小組用NaOH溶液吸收尾氣中的二氧化硫，將得到的Na2SO3溶液進行電解，其中陰、陽膜組合電解裝置如圖所示，電極材料為石墨。

①a表示________(填“陰”或“陽”)離子交換膜。A～E分別代表生產(chǎn)中的原料或產(chǎn)品，其中A為濃氫氧化鈉溶液，C為硫酸溶液，E表示________（寫化學(xué)式）。

②電解過程中，陽極的電極反應(yīng)式為_______________________________________。

Answer 1

【答案】CH4(g)+2SO2(g)=2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=+352 kJ/mol C < A 陽 H2 SO32－-2e-+H2O=2H++SO42-

【解析】

（1）依據(jù)圖像和蓋斯定律進行推算；

（2）①達到平衡狀態(tài)時，速率之比等于計量數(shù)之比，且速率方向相反，依據(jù)正逆反應(yīng)速率相等判斷；

②從圖像可以看出，溫度升高，SO2的生成速率較快，反應(yīng)向逆向移動，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H；

③對于2C(s)+2SO2(g) S2(g)+2CO2(g) H；的可逆反應(yīng)，依據(jù)勒夏特列原理進行分析既得答案；

（3）由C為硫酸，可知陽極反應(yīng)式為SO32-－2e－＋H2O===SO42-＋2H＋，A為濃NaOH，陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，依據(jù)電解池原理分析即可；

（1）由圖像可知①CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H=-802KJ/mol, ②S(s)2O2(g)=SO2(g) H=-577KJ/mol,依據(jù)蓋斯定律①-2②可以得到：CH4（g）2SO2(g)= CO2(g)2 S(s)2 H2O(g) H=+352KJ/mol,；

本題答案為：CH4(g)+2SO2(g)=2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=+352 kJ/mol；

（2）①達到平衡狀態(tài)時，SO2(g)和S2(g)速率之比等于計量數(shù)之比，且速率方向相反，A點時，SO2(g)的生成速率和S2（g）的生成速率相等，不符合計量數(shù)關(guān)系，沒有達到平衡狀態(tài)；B點時，SO2(g)的生成速率和S2（g）的生成速率不相等，但不符合計量數(shù)比關(guān)系，沒有達到平衡狀態(tài)；C點時，SO2(g)的生成速率和S2（g）的生成速率不相等，但符合計量數(shù)比關(guān)系，達到平衡狀態(tài)；D點時，SO2(g)的生成速率和S2（g）的生成速率不相等，但不符合計量數(shù)比關(guān)系，沒有達到平衡狀態(tài)；

②從圖像可以看出，溫度升高，SO2的生成速率較快，反應(yīng)向逆向移動，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H；

對于2C(s)+2SO2(g) S2(g)+2CO2(g) H；的可逆反應(yīng)，

A.降低溫度，平衡向正向移動，SO2平衡轉(zhuǎn)化率增大，故A正確；

B.C是固體，改變其用量，平衡不移動，SO2平衡轉(zhuǎn)化率不變，故B錯誤；

C. 減小容器體積，平衡向逆向移動，SO2平衡轉(zhuǎn)化率減小，故C錯誤；

D. 添加高效催化劑，只能加快反應(yīng)速率，平衡不移動，SO2平衡轉(zhuǎn)化率不變，故D錯誤；

本題答案為：C，，A；

（3）由C為硫酸，可知陽極反應(yīng)式為SO2-－2e－＋H2O===SO42-＋2H＋，故b為陰離子交換膜，A為濃NaOH，陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Na＋要移至陰極區(qū)，故a為陽離子交換膜。E是H2；

本題答案為：陽，H2，SO32-－2e－＋H2O===SO42-＋2H＋。