利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤.T℃时反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题.(1)

利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤.T℃时反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题.(1)

题型:不详难度:来源:
利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤.T℃时反应2SO2(g)+O2(g)
魔方格
2SO3(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题.
(1)写出该反应的热化学方程式(用E1、E2或E3表示,下同)______.
(2)T℃时将3molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生反应.2min时反应达到平衡,此时测得反应物O2还剩余0.1mol,则达到平衡时SO2的转化率为______,反应______(填“放出”或“吸收”)______热量.(用E1、E2或E3表示)
(3)下列叙述能证明该反应已达化学平衡状态的是______(填序号)
①SO2的体积分数不再发生变化    ②容器内压强不再发生变化   ③容器内气体原子总数不再发生变化   ④相同时间内消耗2n molSO2的同时生成n molO2   ⑤相同时间内消耗2n molSO2的同时生成2n molSO3
(4)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1、E2和E3的变化是:E1______,E2______,E3______(填“增大”“减小”或“不变”).
(5)若以如图所示装置,用电化学原理生产硫酸,将SO2、O2以一定压强喷到活性电极上反应.写出两电极的电极反应式:______,为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则通入SO2和水的质量比为______.
(6)SOCl2是一种无色液体,可与碳共同构成锂电池的正极材料,且其放电时也有SO2气体产生.写出SOCl2在电池中放电时的电极反应式______.

魔方格
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答案
(1)△H=反应物吸收的能量-生成物放出的能量═-E3kJ/mol=-(E2-E1)kJ/mol,
故答案为:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-E3kJ/mol 或△H=-(E2-E1)kJ/mol
(2)从图象知,反应物的能量大于生成物的能量,所以该反应是放热反应.
               2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)      放热 E3 
     反应开始 3 mol     1mol         0               E3
        转化 1.8 mol    0.9mol     1.8 mol        0.9E 3
        平衡 1.2mol     0.1mol     1.8 mol 
  所以SO2的转化率=
1.8mol
 3mol
×100%=60%
放出热量 0.9E 3
故答案为:60%;放出; 0.9 E3
(3)该反应前后气体体积减小,化学平衡状态的标志:正逆反应速率相等、体系各物质的含量不变.
①②④符合条件;根据原子守恒,各元素的原子总数始终不变,故③错;⑤所指方向一致,故⑤错.
故选:①②④;
(4)加入催化剂,改变了反应历程,改变反应速率,但平衡不移动,所以E2、E1 减小,E3不变,
故答案为:E2、E1 减小,E3不变;
(5)根据原电池反应原理,还原剂在负极上发生氧化反应电极反应式为SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+;,氧化剂在正极上发生还原反应电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O,该原电池的本质是2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,为维持浓度不变,SO2和O2反应生成硫酸的质量分数是50%,所需的水为反应反应的水和做溶剂的水,所以质量比为=2×64:(2×18+2×98)=16:29
故答案为:+:O2+4e-+4H+═2H2O,-:SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+; 16:29;
(6)SOCl2中S的化合价是+4价,是中间价态,能发生氧化还原反应,反应中有二氧化硫生成,也有S单质生成,电池反应式为2SOCl2+4e-═S+SO2↑+4Cl-
故答案为:2SOCl2+4e-═S+SO2↑+4Cl-
举一反三
已知化学反应A2(g)+B2(g)═2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是(  )
A.该反应热△H=+(a-b) kJ•mol-1
B.每生成2mol AB(g)吸收b kJ
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1mol A-A和1mol B-B键,放出a kJ能量
魔方格
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氢气燃烧生成液态水的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-572kJ/mol
请回答下列问题:
(1)生成物能量总和______(填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和.
(2)若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量______(填“>”、“<”或“=”)572kJ.
(3)美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置,其构造如右图所示:a、b两个电极均由多孔的碳块组成.它的负极反应物为______,当正极消耗5.6L(标准状况)气体时,外电路转移的电子数为______.魔方格
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(1)化学式为C8Hm的烷烃,m值等于______;CnH22的烷烃,n值等于______.
(2)某同学进行如下实验,探究化学反应中的能量变化.通过实验测出,反应前后①烧杯中的温度升高,②烧杯中的温度降低.由此判断NaOH溶液跟盐酸的反应是______(填“吸热”或“放热”)反应,Ba(OH)2•8H2O跟NH4Cl的反应是______(填“吸热”或“放热”)反应.试写出①中反应的离子方程式______.魔方格
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单斜硫和正交硫是硫的两种同素异形体.已知:①S(s,单斜)+O2(g)═SO2 (g)△H1=-297.16kJ•mol-1
②S(s,正交)+O2(g)═SO2 (g)△H2=-296.83kJ•mol -1  下列说法正确的是(  )
A.S(s,单斜)═S(s,正交)△H3=+0.33kJ•mol -1
B.正交硫比单斜硫稳定
C.相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高
D.①式表示断裂lmol O2中共价键所吸收的能量比形成1mol SO2中共价键所放出的能量多297.16KJ
题型:南昌模拟难度:| 查看答案
对于敞口容器中的反应:Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g),下列叙述中不正确的是(  )
A.Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量
B.反应过程中能量关系可用如图表示
魔方格
C.若将该反应设计成原电池,则Zn为负极
D.若将该反应设计成原电池,当有65g锌溶解时,正极放出11.2L气体
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