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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?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
①請補全反應(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
相似題
  • 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)
    通電
    2H2(g)+O2(g)△H 1      2H2O(1)
    光照
    催化劑
    2H2(g)+O2(g)△H2   
    以上反應(yīng)的△H1
     
    △H2(選填“<”、“>”或“=”)
    (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
     
    ,電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)式為
     

    發(fā)布:2024/12/17 8:0:2組卷:38引用:1難度:0.5
  • 2.肼(N2H4)可作為發(fā)射火箭的燃料。已知1g液態(tài)肼(N2H4)氣體在空氣中燃燒生成氮氣和水蒸氣,放出16.7kJ的熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 3:0:4組卷:118引用:9難度:0.6
  • 3.在298K、1.01×105Pa下,將0.5mol CO2通入750mL 1mol?L-1NaOH溶液中充分反應(yīng),測得反應(yīng)放出xkJ的熱量。已知在該條件下,1mol CO2通入1L 2mol?L-1NaOH溶液中充分反應(yīng)放出ykJ的熱量,則CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 4:0:1組卷:136引用:5難度:0.7
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