近年來,研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與儲存,過程如圖:

(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?12H2SO4(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+
。某實驗小組為探究i、ii反應(yīng)速率與SO2歧化反應(yīng)速率的關(guān)系,進行如下實驗: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 |
實驗現(xiàn)象 | 溶液變黃,一段時間后出現(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 |
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,氫離子單獨存在時不具有催化作用,但氫離子可加快反應(yīng)速率
I?為SO2歧化反應(yīng)的催化劑,氫離子單獨存在時不具有催化作用,但氫離子可加快反應(yīng)速率
。③D是A的對比實驗,則a=
0.002
0.002
。④實驗表明,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,氫離子單獨存在時不具有催化作用,但氫離子可加快反應(yīng)速率;0.002;<
【解答】
【點評】
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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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1.氫在地球上主要以化合態(tài)的形式存在,是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì),它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%,屬于二次能源.工業(yè)上生產(chǎn)氫的方式很多,常見的有水電解制氫,煤炭氣化制氫,重油及天然氣水蒸氣催化制氫等.氫氣是一種理想的綠色能源,如圖1為氫能產(chǎn)生和利用的途徑:
(1)圖1的四個過程中能量轉(zhuǎn)化形式有
A.2種 B.3種 C.4種 D.4種以上
(2)電解過程要消耗大量的電能,而使用微生物作催化劑在陽光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通電2H2(g)+O2(g)△H2光照催化劑
以上反應(yīng)的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依據(jù)圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產(chǎn)液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
(4)氫能利用需要選擇合適的儲氫材料.
①NaBH4是一種重要的儲氫載體,能與水反應(yīng)生成NaBO2,且反應(yīng)前后B的化合價不變,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
②鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣生產(chǎn)氫化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)釋放出氣態(tài)氫,根據(jù)平衡移動的原理,可改變的條件之一是
③一定條件下,如圖3所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學(xué)儲氫,使C7H8轉(zhuǎn)化為C7H14,則電解過程中產(chǎn)生的氣體X 為發(fā)布:2024/12/17 8:0:2組卷:38引用:1難度:0.5 -
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