【题目】I.亚硫酸钠的氧化反应:2Na2SO3 (aq) +O2(aq)=2Na2SO4(aq) H=x kJ/mol。其反应速率受溶解氧浓度影响,分为富氧区和贫氧区两个阶段。
(1)已知O2(g) O2(aq) H=y kJ/mol,Na2SO3 溶液与O2(g)反应的热化学方程式为___________________。
(2)291.5 K时,1.0 L溶液中Na2SO3初始量分别为4、6、8、12 mmol,溶解氧浓度初始值为9.60 mg/L,每5 s记录溶解氧浓度,实验结果如图所示。当Na2SO3初始量为12 mmol,经过20 s溶解氧浓度降为6.40 mg/L,则0~20s内Na2SO3的平均反应速率为_______mol/(L·s)。
(3)为确定贫氧区速率方程v=k·ca(SO32-)·cb(O2)中的a、b的值(取整数),分析实验数据。
c(Na2SO3)×103 | 3.65 | 5.65 | 7.65 | 11.65 |
v×106 | 10.2 | 24.4 | 44.7 | 103.6 |
①当溶解氧浓度为4.0 mg/L时,c(SO32-)与速率数值关系如表(甲)所示,则a=____。
②当溶解氧浓度小于4.0mg/L时,图中曲线皆为直线,Na2SO3氧化速率与溶解氧浓度无关,则b=_______。
(4)两个阶段不同温度的速率常数之比如表(乙)所示。已知,R为常数。Ea(富氧区)_____ (填“>”或“<”)Ea(贫氧区)。
反应阶段 | 速率方程 | |
富氧区 | v=k·c (SO32-)·c (O2) | 1.47 |
贫氧区 | v=k·ca (SO32-)·cb(O2) | 2.59 |
II. (5)在容积固定的密闭容器中,起始充入0.2 mol SO2和0.1 mol O2,反应体系起始总压强0.1MPa。反应在一定温度下达到平衡时SO2的转化率为90%。该反应的压强平衡常数Kp=________ ( 分压=总压×物质的量分数)(写单位)。
(6)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。请写出该电池负极反应式_________________________。