硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品，接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關鍵工序是SO₂的催化氧化：SO₂（g）+

1

2

O₂（g）

釩催化劑

SO₃（g）△H=-98kJ?mol^-1。
回答下列問題：
（1）已知液態(tài)二氧化硫可以發(fā)生類似于水自身電離：2SO₂（l）═SO²⁺+SO₃^2-．SO²⁺中的σ鍵和π鍵數(shù)目之比為

1：2

1：2

。
（2）釩催化劑參與反應的能量變化如圖1所示，V₂O₅（s）與SO₂（g）反應生成VOSO₄（s）和V₂O₄（s）的熱化學方程式為

2V₂O₅（s）+2SO₂（g）=2VOSO₄（s）+V₂O₄（s）△H=-351kJ?mol^-1

2V₂O₅（s）+2SO₂（g）=2VOSO₄（s）+V₂O₄（s）△H=-351kJ?mol^-1

。
（3）當SO₂（g）、O₂（g）和N₂（g）起始的物質(zhì)的量分數(shù)分別為7.5%、10.5%和82%時，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強下，SO₂平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖2所示。反應在5.0MPa、550℃時的α=

0.975

0.975

。

（4）某研究小組用NaOH溶液吸收尾氣中的二氧化硫，將得到的Na₂SO₃進行電解生產(chǎn)硫酸，其中陰、陽膜組合電解裝置如圖3所示，電極材料為石墨。A～E分別代表生產(chǎn)中的原料或產(chǎn)品，b表示

陰

陰

（填“陰”或“陽”）離子交換膜。陽極的電極反應式為

SO₃^2--2e^-+H₂O=2H⁺+SO₄^2-

SO₃^2--2e^-+H₂O=2H⁺+SO₄^2-

。
（5）研究在一定條件下，CO可以去除煙氣中的SO₂，其反應原理如下：2CO+SO₂═2CO₂+S，其他條件相同，以γ-Al₂O₃（一種多孔性物質(zhì)，每克的內(nèi)表面積高達數(shù)百平方米，具有良好的吸附性能）作為催化劑，研究表明，γ-Al₂O₃在240℃以上發(fā)揮催化作用。反應相同的時間，SO₂的去除率隨反應溫度的變化如圖4所示。240℃以前，隨著溫度的升高，SO₂去除率降低的原因是

溫度較低時（小于240℃），隨著溫度的升高催化劑的吸附能力減弱

溫度較低時（小于240℃），隨著溫度的升高催化劑的吸附能力減弱

。240℃以后，隨著溫度的升高，SO₂去除率迅速增大的主要原因是

溫度較高（大于240℃）時，隨溫度升高，催化劑活性增強，反應速率加快

溫度較高（大于240℃）時，隨溫度升高，催化劑活性增強，反應速率加快

。