题目内容
【题目】硫酸在生活和生产中应用广泛。
Ⅰ 某工厂以黄铁矿（主要成分为FeS2）为原料，采用“接触法”制备硫酸。
已知298 K和101 kPa条件下：
2FeS2（s）=2FeS（s）＋S（s） ΔH1
S（s）＋2O2（g）=2SO2（g） ΔH2
4FeS（s）＋7O2（g）=2Fe2O3（s）＋4SO2（g） ΔH3
则在该条件下FeS2与O2生成Fe2O3和SO2的总热化学方程式是________。
Ⅱ 催化氧化反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＜0
（1） 在体积可变的密闭容器，维持压强为1×105 Pa和初始n（SO2）＝2 mol，充入一定量的O2，SO2平衡转化率α（SO2）随O2物质的量n（O2）的变化关系如图所示：
①在1000℃时，SO2平衡转化率随着O2物质的量的增大缓慢升高，解释其原因________。
②a点时SO3的平衡分压p（SO3）＝________Pa（保留2位有效数字，某组分的平衡分压＝总压×某组分的物质的量分数）。
（2）保持温度不变，向固定体积的密闭容器中充入一定量的SO2、O2。请画出平衡体系中SO3的体积分数φ（SO3）随初始SO2、O2的物质的量之比[n（SO2）/n（O2）]的变化趋势图。
（3）已知活化氧可以把SO2快速氧化为SO3。根据计算机模拟结果，在炭黑表面上O2转化为活化氧的反应历程与能量变化如图所示。下列说法正确的是________。
A O2转化为活化氧是氧氧键的断裂与碳氧键的生成过程
B 该过程中最大能垒（活化能）E正＝0.73 eV
C 每活化一个O2吸收0.29 eV的能量
D 炭黑可作为SO2转化为SO3的催化剂
E 其它条件相同时，炭黑颗粒越小，反应速率越快
Ⅲ 硫酸工厂尾气中的SO2可被NaOH溶液吸收，用惰性电极将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH的同时得到H2SO4，写出阳极的电极方程式________。
【答案】4FeS2（s）＋11O2（g）=2Fe2O3（s）＋8SO2（g） ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3；该反应ΔH＜0，1000℃时，该反应的化学平衡常数很小，SO2平衡转化率小；1000℃时，恒压条件下，充入O2，c（SO2）和c（SO3）等倍数减，c（O2）增大，Qc＝
＜K，平衡正向移动，SO2平衡转化率增大 7.3×104或0.73×105 
ADE 
＋H2O—2e=
＋2H+
【解析】
（1）根据盖斯定律分析热化学方程式的书写。
（2）根据平衡的三段式模式计算。
（3）根据反应过程能量的变化分析活化能及是放热还是吸热过程。
（4）根据阳极失去电子化合价升高分析电极反应。
Ⅰ ①2FeS2（s）=2FeS（s）＋S（s） ΔH1；②S（s）＋2O2（g）=2SO2（g） ΔH2；③4FeS（s）＋7O2（g）=2Fe2O3（s）＋4SO2（g） ΔH3，根据盖斯定律分析，①×2+②×2+③得热化学方程式为：4FeS2（s）＋11O2（g）=2Fe2O3（s）＋8SO2（g） ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3；
Ⅱ(1) ①该反应ΔH＜0，1000℃时，根据二氧化硫的转化率曲线，该反应的化学平衡常数很小，SO2平衡转化率小；1000℃时，恒压条件下，充入O2，c（SO2）和c（SO3）等倍数减，c（O2）增大，Qc＝＜K，平衡正向移动，SO2平衡转化率增大 ；
② 2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)
起始2 1 0
改变1.6 0.8 1.6
平衡0.4 0.2 1.6
三氧化硫的平衡分压为
=7.3×104或0.73×105 ；
(2) 保持温度不变，向固定体积的密闭容器中充入一定量的SO2、O2。二氧化硫和氧气的比例为2：１时三氧化硫的平衡体积分数最大，故图象为：
；
(3). A.从图分析，O2转化为活化氧是氧氧键的断裂与碳氧键的生成过程，故正确；
B. 该过程中最大能垒(活化能)为0.75-0.0=0.75 eV ，故错误；
C．每活化一个O2释放0.29 eV的能量，故错误；
D．炭黑可以提供活化氧，可作为SO2转化为SO3的催化剂，故正确；
E．其它条件相同时，炭黑颗粒越小，反应接触面越大，反应速率越快，故正确。故选ADE。
Ⅲ.用惰性电极将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH的同时得到H2SO4，阳极是亚硫酸根离子失去电子生成硫酸根离子，阳极的电极反应式为：＋H2O—2e=
＋2H+。
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