Question

【题目】直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。工业上常采用催化还原法和碱吸收法处理SO2气体。

（1）如图所示：1mol CH4完全燃烧生成气态水的能量变化和1mol S(g)燃烧的能量变化。在催化剂作用下，CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2，写出该反应的热化学方程式________________________________________________________。

（2）焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式为2C(s)+2SO2(g) S2(g)+2CO2(g)。一定压强下，向1L密闭容器中充入足量的焦炭和1molSO2发生反应，测得SO2的生成速率与S2(g)的生成速率随温度变 化的关系如图所示：

①A、B、C、D四点对应的状态中，达到平衡状态的有_____________(填字母)。

②该反应的△H_____0(填“>”“<”或“=”)。

③下列措施能够增大SO2平衡转化率的是______________。

A．降低温度 B．增加C的量 C．减小容器体积 D．添加高效催化剂

（3）某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴、阳膜组合电解装置如图所示，电极材料为石墨。

①a表示________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。A～E分别代表生产中的原料或产品，其中A为浓氢氧化钠溶液，C为硫酸溶液，E表示________（写化学式）。

②电解过程中，阳极的电极反应式为_______________________________________。

Answer 1

【答案】CH4(g)+2SO2(g)=2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=+352 kJ/mol C < A 阳 H2 SO32－-2e-+H2O=2H++SO42-

【解析】

（1）依据图像和盖斯定律进行推算；

（2）①达到平衡状态时，速率之比等于计量数之比，且速率方向相反，依据正逆反应速率相等判断；

②从图像可以看出，温度升高，SO2的生成速率较快，反应向逆向移动，故该反应为放热反应，H；

③对于2C(s)+2SO2(g) S2(g)+2CO2(g) H；的可逆反应，依据勒夏特列原理进行分析既得答案；

（3）由C为硫酸，可知阳极反应式为SO32-－2e－＋H2O===SO42-＋2H＋，A为浓NaOH，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，依据电解池原理分析即可；

（1）由图像可知①CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H=-802KJ/mol, ②S(s)2O2(g)=SO2(g) H=-577KJ/mol,依据盖斯定律①-2②可以得到：CH4（g）2SO2(g)= CO2(g)2 S(s)2 H2O(g) H=+352KJ/mol,；

本题答案为：CH4(g)+2SO2(g)=2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=+352 kJ/mol；

（2）①达到平衡状态时，SO2(g)和S2(g)速率之比等于计量数之比，且速率方向相反，A点时，SO2(g)的生成速率和S2（g）的生成速率相等，不符合计量数关系，没有达到平衡状态；B点时，SO2(g)的生成速率和S2（g）的生成速率不相等，但不符合计量数比关系，没有达到平衡状态；C点时，SO2(g)的生成速率和S2（g）的生成速率不相等，但符合计量数比关系，达到平衡状态；D点时，SO2(g)的生成速率和S2（g）的生成速率不相等，但不符合计量数比关系，没有达到平衡状态；

②从图像可以看出，温度升高，SO2的生成速率较快，反应向逆向移动，故该反应为放热反应，H；

对于2C(s)+2SO2(g) S2(g)+2CO2(g) H；的可逆反应，

A.降低温度，平衡向正向移动，SO2平衡转化率增大，故A正确；

B.C是固体，改变其用量，平衡不移动，SO2平衡转化率不变，故B错误；

C. 减小容器体积，平衡向逆向移动，SO2平衡转化率减小，故C错误；

D. 添加高效催化剂，只能加快反应速率，平衡不移动，SO2平衡转化率不变，故D错误；

本题答案为：C，，A；

（3）由C为硫酸，可知阳极反应式为SO2-－2e－＋H2O===SO42-＋2H＋，故b为阴离子交换膜，A为浓NaOH，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Na＋要移至阴极区，故a为阳离子交换膜。E是H2；

本题答案为：阳，H2，SO32-－2e－＋H2O===SO42-＋2H＋。