Question

【题目】SO2在生产、生活中有着广泛的用途。

(1)请你列举一个SO2在生活中的用途：______________________。

(2)SO2在工业上常用于硫酸生产：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，该反应在一定条件下进行时的热效应如图所示，则其逆反应的活化能为__________________。

(3)上图中L、X表示物理量温度或压强，依据题中信息可判断：

①X表示的物理量是_________________________，

②L1________(填“＞”“＜”或“＝”)L2。

(4)在容积固定的密闭容器中，起始时充入0.2molSO2和0.1molO2，反应体系起始总压强为0.1MPa。反应在一定的温度下达到平衡时SO2的转化率为90%。该反应的压强平衡常数Kp＝__________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。

(5)利用原电池原理，也可用SO2和O2来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极。请写出该电池负极的电极反应式：__________________________________________。

Answer 1

【答案】杀菌、消毒、漂白织物、作抗氧化剂等 E＋|ΔH | 温度 ＜ 2.43×104 MPa-1 SO2＋2H2O－2e－ === 4H＋＋SO42-

【解析】

（1）根据SO2性质分析其用途；

（2）活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量，图中的较高的虚线表示SO2与O2反应生成SO3的反应分子活化状态的能量，该反应的逆反应同样遵守相同的能量要求，逆反应物总能量提升到该活化能位置后反应进行并放热；

（3）①该反应是放热反应，也是气体体积减小的反应，根据温度和压强对平衡的影响来分析；

②压强越高SO2转化率越高；

（4）列出三段式，找出平衡时各组分的分压，代入公式Kp=计算；

（5）原电池负极发生氧化反应，元素化合价升高，以此分析。

（1）SO2可用于生产硫以及作为杀虫剂、杀菌剂、漂白剂和还原剂，具有较强的还原性。

故答案为：杀菌、消毒、漂白织物、作抗氧化剂等；

（2）活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量，图中的较高的虚线表示SO2与O2反应生成SO3的反应分子活化状态的能量，该反应的逆反应同样遵守相同的能量要求，逆反应物总能量提升到该活化能位置后反应进行并放热，故该反应需要的活化能为E＋|ΔH |。

故答案为：E＋|ΔH | ；

（3）①由图可知，该反应是放热反应，温度升高会使平衡向逆反应方向移动，SO2转化率降低，而该反应是气体体积减小的反应，压强增大会使反应向正反应方向移动，SO2转化率提高，故X表示温度。

②压强越高SO2转化率越高，故L2>L1。

故答案为：温度；＜；

（4）该体系处于体积不变的密闭容器中，故随着气体物质的量改变，总压强有所变化。该反应体系物质的量转化为：

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

起始（mol） 0.2 0.1 0

转化（mol） 0.18 0.09 0.18

平衡（mol） 0.02 0.01 0.18

可知体系中气体总物质的量从0.3mol减少到0.21，故整体的压强降低为0.07 MPa。P分=0.07 MPa ，分别代入公式：SO2、O2和 SO3分压分别为：0.0067 MPa、0.0033 MPa和0.06MPa，

Kp===2.43×104 MPa-1。

故答案为：2.43×104 MPa-1 ；

（5）多孔材料电极不参与反应，只提供电子的传导，SO2与O2反应，失去电子，故通入该电池负极，化合价上升，正极O2得电子，化合价下降，故负极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－ === 4H＋＋SO42-。

故答案为：SO2＋2H2O－2e－ === 4H＋＋SO42-。