Question

恒溫恒容條件下，硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖1所示．

已知：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ/mol．
請回答下列問題：
（1）寫出能表示硫燃燒的熱化學(xué)方程式：

 

．
（2）△H₂=

 

．
（3）恒容條件下，下列措施中能使n（SO₃）/n（SO₂）增大的有

 

．
a．升高溫度                                          b．充入He氣
c．再充入1mol SO₂（g）和1mol O₂（g）                   d．使用催化劑
（4）某SO₂（g）和O₂ （g）體系，時(shí)間t₁達(dá)到平衡后，改變某一外界條件，反應(yīng)速率v與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示，若不改變SO₂（g）和O₂ （g）的量，則圖中t₄時(shí)引起平衡移動的條件可能是

 

；圖中表示平衡混合物中SO₃的含量最高的一段時(shí)間是

 

．
（5）工業(yè)排放大量的SO₂氣體嚴(yán)重污染空氣，有學(xué)者想利用以下的電化學(xué)原理除去SO₂的污染，同時(shí)生產(chǎn)有用物質(zhì)．
①用惰性電極電解SO₂水溶液：H₂SO₃

通電  .

O₂↑+S↓+H₂O，裝置如圖3所示，a極連接電源的

 

（填“正極”或“負(fù)極”）b電極的電極反應(yīng)式

 

，不考慮溶液體積的變化，電解槽右池的pH將

 

（填“上升”、“降低”或“不變”）
②如圖4所示裝置用原電池原理將SO₂轉(zhuǎn)化為重要的化工原料．其負(fù)極的反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1計(jì)算；
（3）根據(jù)平衡移動判斷；
恒溫恒容時(shí)，開始為1molSO₂和2molO₂ 與開始為1molSO₂和1molO₂ 相比，開始為1molSO₂和2molO₂ 的SO₂轉(zhuǎn)化率高；
（4）t₂～t₃段正逆速率都加快，且v（正）＞v（逆），平衡正向移動，t₄～t₅段正逆速率都加快，且v（正）＜v（逆），平衡逆向移動，該反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，若升高溫度，平衡逆向移動，若增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，故t₂～t₃段為增大壓強(qiáng)，t₄～t₅段為升高溫度，t₂～t₃段為增大壓強(qiáng)后，平衡正向移動，SO₃的含量升高，至t₃～t₄平衡時(shí)含量達(dá)最高；
（5）依據(jù)電池反應(yīng)負(fù)極是失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極上是氫氧根離子失電子生成氧氣的反應(yīng)，據(jù)此解答即可．

解答： 解：（1）燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，所以，硫的物質(zhì)的量為1mol．由圖1可知1molS（s）完全燃燒放出的熱量為297KJ，所以，硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-297 kJ?mol^-1，故答案為：S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-297 kJ?mol^-1
（2）由由圖1可知，參加反應(yīng)的n（SO₂）=1mol-0.2mol=0.8mol，根據(jù)熱化學(xué)方程式：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1；可知，△H₂=0.4△H=0.4×（=-196.6KJ?mol^-1）=-78.64kJ?mol^-1，故答案為：-78.64kJ?mol^-1；
（3）a、反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，n（SO₃）減小，n（SO₂）增大，n（SO₃）/n（SO₂）減小，故a錯(cuò)誤；
b、恒容條件下，充入氦氣，反應(yīng)混合物濃度不變，平衡不移動，n（SO₃）/n（SO₂）不變，故b錯(cuò)誤；
c、再充入1molSO₂（g）和1molO₂ （g），等效為Ⅱ壓強(qiáng)增大一倍，平衡正向移動，n（SO₃）/n（SO₂）增大，故c正確；
d、使用催化劑，加快反應(yīng)，平衡不移動，n（SO₃）/n（SO₂）不變，故d錯(cuò)誤，故答案為：c；
（4）t₂～t₃段正逆速率都加快，且v（正）＞v（逆），平衡正向移動．t₄～t₅段正逆速率都加快，且v（正）＜v（逆），平衡逆向移動．該反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，若升高溫度，平衡逆向移動，若增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，故t₂～t₃段為增大壓強(qiáng)，t₄～t₅段為升高溫度；t₂～t₃段為增大壓強(qiáng)后，平衡正向移動，SO₃的含量升高，至t₃～t₄平衡時(shí)含量達(dá)最高，故答案為：升高溫度；t₃～t₄；
（5）①電池反應(yīng)陽極上是氫氧根離子失電子生成氧氣的反應(yīng)，電極反應(yīng)為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，亞硫酸在陰極被還原為硫單質(zhì)陰極，依據(jù)電極反應(yīng)方程式判斷得出，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，pH值降低，故答案為：負(fù)極；4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；降低；
②二氧化硫失去電子生成硫酸根，電極方程式為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺．

點(diǎn)評：本題考查熱化學(xué)方程式、化學(xué)平衡、電化學(xué)知識等，綜合性高，難度大，關(guān)鍵在于讀圖獲取信息，培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題能力．