Question

国家拟于“十二五”期间将SO₂的排放量减少8%，研究SO₂综合利用意义重大。
（1）已知25℃时：SO₂（g）＋2CO（g）＝2CO₂（g）＋S_x（s）  △H＝akJ/mol
2COS（g）＋SO₂（g）＝2CO₂（g）＋S_x（s）  △H＝bkJ/mol。
则CO与S_x生成COS反应的热化学方程式是________________________。
（2）有人设想按如图所示装置用废气中的SO₂生产硫酸。

写出SO₂电极的电极反应式__________________________。
（3）提高反应2SO₂（g）＋O₂（g） 2SO₃（g）  △H＜0中SO₂的转化率是控制SO₂排放的关键措施之一。某课外活动小组进行了如下探究：
①T₁温度时，在2L的密闭容器中加入4.0molSO₂和2.0molO₂，5 min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，前5 min内SO₂的平均反应速率为___________。
②在①中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO₂的转化率及SO₃的平衡浓度都比原来增大的是
_________（填序号）。
a．温度和容器体积不变，充入1.0molHe （g）
b．温度和容器体积不变，充入2molSO₂和lmolO₂
c．温度和容器体积不变，充入1.0molSO₂
d．在其他条件不变时，减小容器的容积
③在其他条件不变的情况下，探究起始时氧气物质的量对2SO₂（g）＋O₂（g） 2SO₃（g）反应的影响，实验结果如图所示。（图中T表示温度，n表示物质的量）：在a、b、c三点所处的平衡状态中，SO₂的转化率最高的是____，温度T₁______T₂（填“＞”“＜”或“＝”）。

Answer 1

（1）CO（g）＋S_x（s）＝COS（g） △H＝kJ/mol（2分）
（2）SO₂－2e^－＋2H₂O＝SO₄^2－＋4H^＋（2分）
（3）①0.2mol·L^－1·min^－1（2分，无单位或单位错误不得分） ②b d（2分）③c（2分） ＞（2分）

试题分析:（1）根据已知反应①SO₂（g）＋2CO（g）＝2CO₂（g）＋S_x（s）  △H＝akJ/mol，②2COS（g）＋SO₂（g）＝2CO₂（g）＋S_x（s）  △H＝bkJ/mol，则根据盖斯定律可知，（①－②）÷2即得到反应CO（g）＋S_x（s）＝COS（g），所以该的反应热△H＝kJ/mol。
（2）该装置是原电池，氧气得到电子，在正极通入。SO₂失去电子，在负极通入。原电池中阴离子向正极移动，由于存在质子交换膜，因此氢离子在负极生成，所以SO₂电极的电极反应式为SO₂－2e^－＋2H₂O＝SO₄^2－＋4H^＋。
（3）①5 min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，则反应中消耗SO₂的物质的量是4mol×50＝2mol，其浓度是2mol÷2L＝1mol/L，所以前5 min内SO₂的平均反应速率＝＝0.2mol/（ L·min）。
②a．温度和容器体积不变，充入1.0molHe （g），物质的浓度不变，平衡不移动，所以a不正确；b、温度和容器体积不变，充入2molSO₂和lmolO₂，则相当于是增大压强，平衡向正反应方向移动，所以SO₂的转化率及SO₃的平衡浓度都比原来增大，b正确；c、温度和容器体积不变，充入1.0molSO₂，平衡向正反应方向移动，三氧化硫的浓度增大，但SO₂的转化率降低，c不正确；d、在其他条件不变时，减小容器的容积，压强增大，平衡向正反应方向移动，所以SO₂的转化率及SO₃的平衡浓度都比原来增大，d正确，答案选bd。
③根据图像可知，b点时三氧化硫的含量最高，继续增大氧气的浓度平衡向正反应方向移动，SO₂的转化率增大，所以在a、b、c三点所处的平衡状态中，SO₂的转化率最高的是c点。由于该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，三氧化硫的含量降低。根据图像可知，在氧气的物质的量相同的情况下，T₂曲线表示的三氧化硫含量高，因此温度是T₁＞T₂。