Question

【题目】SO2 是危害最为严重的大气污染物之一，SO2 的含量是衡量大气污染的一个重要指标。工业上常采用催化还原法或吸收法处理 SO2。催化还原 SO2 不仅可以消除 SO2 污染，而且可得到有价值的单质S。

（1）在复合组分催化剂作用下，CH4 可使 SO2 转化为 S，同时生成 CO2 和 H2O。已知 CH4 和 S的燃烧热分别为 890.3 kJ /mol 和 297.2 kJ /mol ， CH4 和 SO2 反应的热化学方程式为__________。

（2）用 H2 还原 SO2 生成S 的反应分两步完成，如图 1 所示，该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的 变化关系如图 2 所示：

①分析可知X 为______写化学式），0~t1 时间段的温度为_____，0~t1 时间段用SO2 表示的化学反应速率为_____。

②总反应的化学方程式为____________。

Answer 1

【答案】CH4 (g)+2SO2 (g)=== CO2 (g)+2S (s)+2H2O(l) △H= -295.9 kJ/mol H2S 300℃ 2×10-3/t1 mol/(L·min) 2H2+SO2=S+2H2O

【解析】

（1）已知CH4和S的燃晓熱分別为890.3kJ/mol和297.2kJ/mol，则有

①CH4（g）＋2O2(g)＝CO2（g）＋2H2（g）△H＝－890.3kJ/mol

②S（g）＋O2（g）＝SO2（g）△H＝－297.2 kJ/mol

根据盖斯定律可知①-②×2即得到CH4和SO2反应的热化学方程式为CH4（g）＋2SO2（g）＝CO2（g）＋2S(g)＋2H2O(l) △H=-295.9kJ/mol；

（2）①氢气与二氧化硫反应生成X，X与SO2反应生成S，反应中X是还原剂，则X为H2S。0～t1时间内主要是生成X，则反应的温度为300℃，0～t1时间段二氧化硫浓度减少0.002mol/L，则用SO2表示的化学反应速率为＝2×10-3mol/( Lmin)；

②根据原子守恒可知反应中还有水生成，则总反应的化学方程式为2H2+SO2=S+2H2O。