题目内容
【题目】硫及其化合物在现代生产和生活中发挥重要作用。
(1)可以通过热化学循环在较低温度下由硫化氢分解制备氢气。
SO2(g)+I2(s)+2H2O(1)==2HI(aq)+H2SO4(aq) △H1=—151.5kJ·mol-1
2HI(aq)==H2(g)+I2(s) △H2=+110kJ·mol-1
H2S(g)+H2SO4(aq)==S(s)+SO2(g)+2H2O(I) △H3=+65kJ·mol-1
热化学硫碘循环硫化氢分解联产氢气、硫磺的热化学方程式为_________________。
(2)硫酸厂尾气中含有大量SO2，为提高其利用率可用图1所示装置(电极均为惰性电极)将其吸收，而锂—磺酰氯(Li—SO2C12)电池可作为电源电解制备Ni(H2PO2)2(图2)。已知电池反应为：2Li+SO2C12=2LiCl+SO2↑
①图1中：a为直流电源的______极(填“负”或“正”)，其阴极的电极反应式为_____。
②SO2C12分子中S原子的杂化方式为____________________。
③锂—磺酰氯电池的正极反应式为_______________________。
④图2中膜a为______交换膜(填“阳离子”或“阴离子”下同)，膜c为_________交换膜。不锈钢电极的电极反应式为_______________________________。
(3)二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应O2(g)+2SO2(g) 
2SO3(g)。
已知：标准平衡常数
，其中
为标准压强(1×105Pa)，p(SO3)、p(O2)和p(SO2)为各组分的平衡分压，如p(SO3)=x(SO3)p，p为平衡总压，x(SO3)为平衡系统中SO3的物质的量分数。SO2和O2起始物质的量之比为2：1，反应在恒定温度和标准压强下进行，SO3的平衡产率为
，则
_______(用含的最简式表示)。
【答案】H2S(g) =H2(g)＋S(s) △H=+23.5 kJ ·mol－1 正 2HSO3－＋2e－＋2H+= S2O42－＋2H2O sp3 SO2Cl2＋2e－=2Cl－＋SO2↑ 阳离子 阳离子 2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－ 
【解析】
（1）根据已知焓变的热化学方程式推导所求反应，再根据盖斯定律求△H；
（2）①根据图1右边的S元素化合价变化判断极性，当原电池与电解池相连时，电源正极与电解池阳极相连，即可判断电极a极性；由于阴极为HSO3－放电生成S2O42－，根据电极反应式书写技巧书写电极反应式；
②根据SO2Cl2中S原子的电子排布，结合电子式可知，S原子最外层无孤对电子，即可知S原子的杂化方式；
③先写出锂-磺酰氯电池的负极反应式，利用总反应减去负极反应式即可得出正极反应式；
④结合交换膜的作用：只允许某种离子通过，目的为促进某种产物的生成，由于电解目的为制备Ni（H2PO2）2，则Ⅰ室镍电极需放电溶解作阳极，产生的镍离子需要进入Ⅱ室形成产品，即可知膜a的类型，不锈钢作阴极，需要H＋放电，则Ⅲ室中的H＋需移向Ⅳ室，不锈钢电极为水中的H＋放电产生H2，结合电极反应式书写技巧可得不锈钢电极的电极反应式；
（3）由于SO2和O2起始物质的量之比为2：1，反应在恒定温度和标准压强下进行，SO3的平衡产率为ω，则可得出SO3的变化量为2ω，列三段式，分别求出平衡时各物质的分压，代入标准平衡常数
中即可的结果。
（1）反应③+反应①可消去H2SO4，最后再加上反应②消去I2即可得出硫化氢分解联产氢气、硫磺的热化学方程式，H2S（g）═H2（g）+S（s）△H，结合盖斯定律：△H=△H3＋△H1＋△H2=65kJ·mol－1+110kJ·mol－1-151.5kJ·mol－1=+23.5kJ·mol－1，故答案为：H2S（g）═H2（g）+S（s）△H=+23.5kJ·mol－1；
（2）①由图1可知，右边电极反应为HSO3－反应生成S2O42－，S元素化合价降低，所以右边为电解池的阴极，左边则为电解池的阳极，又因为阳极与电源正极相连，所以a为直流电源的正极，结合电极方程式书写原则：电子转移守恒、电荷守恒；阴极的电极反应式为2HSO3－+2e－+2H＋=S2O42－+2H2O，故答案为：正；2HSO3－+2e－+2H＋=S2O42－+2H2O；
②SO2Cl2分子中S原子无孤对电子，所以S原子的杂化方式为sp3，故答案为：sp3；
③锂-磺酰氯电池的负极为Li-e－=Li＋，已知电池反应为：2Li+SO2Cl2═2LiCl+SO2↑，则总反应-负极反应即可得出正极反应为：SO2Cl2+2e－═2Cl－+SO2↑，故答案为：SO2Cl2+2e－═2Cl－+SO2↑；
④根据电解目的：制备Ni（H2PO2）2，可知Ⅰ室中的镍电极做阳极放电溶解形成Ni2＋，Ni2＋需要向右移动进入产品室形成产品，所以膜a为阳离子交换膜，不锈钢为电解池阴极，需要溶液中的阳离子放电，则Ⅲ室中的H＋主要通过阳离子交换膜进入Ⅳ室，所以膜c为阳离子交换膜，不锈钢的电极反应为H2O中的H＋放电产生H2，电极反应式为：2H2O+2e－═H2↑+2OH－，故答案为：阳离子；阳离子；2H2O+2e－═H2↑+2OH－；
（3）已知：标准平衡常数，整理得Kθ=
SO2和O2起始物质的量之比为2：1，SO
则p（O2）=
,
p（SO2）=
,
p（SO3）=
,
又因为p=pθ，则Kθ=
，故答案为： 。
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【题目】五氧化二钒(V2O5)在冶金、搪瓷、磁性材料等领域具有重要的应用。实验室以含钒废料(含有V2O3、CuO、MnO、SiO2、有机物)为原料制备V2O5的工艺流程如图所示。
已知：Ⅰ.含钒离子在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系如下表所示。
pH | 4～6 | 6～8 | 8～10 | 10～12 |
主要存在形式 | VO2+ | VO3- | V2O74- | VO43- |
Ⅱ.25℃时，部分难溶电解质的溶度积常数如下表所示。
难溶电解质 | Cu(OH)2 | Mn(OH)2 |
溶度积常数(Ksp) | 4.8×10-20 | 4×10-14 |
Ⅲ.25℃时，NH4VO3的溶解度为0.4gL-1；70℃时，NH4VO3的溶解度为63gL-1。
请回答下列问题：
（1）“焙烧”的目的是___。
（2）滤渣1的用途为___(任写一种)。
（3）“调pH”的目的除了使Cu2+沉淀完全外，还有___；调节pH为7时，Cu2+是否沉淀完全？___。(写出计算过程，当溶液中离子浓度小于10-5molL-1时，认为该离子沉淀完全)
（4）“沉锰”时，需将温度控制在70℃左右，温度不能过高或过低的原因为___。
（5）“浓缩结晶”后，需对所得NH4VO3进行洗涤、干燥。洗涤剂宜选用___；证明NH4VO3已洗涤干净的实验操作及现象为___。
（6）“煅烧”时，生成无污染性气体，该反应的化学方程式为___。
【题目】乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯：CO2(g)+3H2(g)
C2H4(g)+2H2O(g) ΔH＜0
（1）若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的△H=__kJ/mol。（用含a、b的式子表示）
（2）几种化学键的键能如表所示，实验测得上述反应的△H=-76kJ/mol，则表中的x=__。
化学键 | C=O | H—H | C=C | C—H | H—O |
键能/kJ·mol-1 | x | 436 | 612 | 414 | 464 |
（3）向1L恒容密闭容器中通入1molCO2和nmolH2，在一定条件下发生上述反应，测得CO2的转化率α（CO2）与反应温度T、压强P的关系如图所示。
①P1___P2（填“>”、“<”或“=”，下同）。
②平衡常数KB__KC。
③若B点时投料比
=3，则平衡常数KB=__（代入数据列出算式即可，不用化简）。
④其他条件不变时，能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的措施是___。
A．将产物从体系不断分离出去 B．给体系升温
C．给体系加压 D．增大H2的浓度
（4）①以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则M极上的电极反应式为___。
②已知乙烯也能做燃料电池，当消耗标况下2.24L乙烯时，导线中转移电子的数目为__。
