Question

【題目】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是工業(yè)生產(chǎn)硫酸的重要步驟，T℃時(shí)該反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示：

（1）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH＝___________kJ·mol－1（含E1、E2的計(jì)算式表示）

（2）①下列措施不能使該反應(yīng)速率加快的是___________。

A．升高溫度 B．降低壓強(qiáng) C．使用催化劑

②若上述反應(yīng)在恒容的密閉容器中進(jìn)行，下列敘述中能說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是___________。

A．SO3的濃度不再變化

B．SO2與SO3的物質(zhì)的量相等

C．容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不再變化

D．單位時(shí)間內(nèi)消耗1molO2，同時(shí)消耗2molSO2

（3）運(yùn)用電化學(xué)原理可生產(chǎn)硫酸，總反應(yīng)為2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，裝置如圖所示。其中質(zhì)子交換膜將該原電池分隔成氧化反應(yīng)室和還原反應(yīng)室，能阻止氣體通過而允許H+通過。

①該電池的負(fù)極是___________。（填“電極a”或“電極b”）

②H+通過質(zhì)子交換膜時(shí)的移動(dòng)方向是___________。

A．從左向右 B．從右向左

③通入O2的電極反應(yīng)式是___________。

Answer 1

【答案】E1-E2或－(E2-E1) B AC 電極a A O2+4H++4e－=2H2O

【解析】

(1)根據(jù)△H=反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=(E1－E2)kJ·mol－1；

(2)①A．升高溫度，物質(zhì)的能量增加，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，有效碰撞幾率增加，化學(xué)反應(yīng)速率增大，A不符合題意；

B．減小體積，降低壓強(qiáng)，各物質(zhì)的濃度減小，有效碰撞幾率減小，反應(yīng)速率減小，B符合題意；

C．使用催化劑，降低活化能，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，有效碰撞幾率增加，反應(yīng)速率增大，C不符合題意；

答案選B；

②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度不變，且正逆反應(yīng)速率相等；

A．SO3的濃度不再變化，說明單位時(shí)間內(nèi)生成的SO3和消耗的SO3的物質(zhì)的量相同，反應(yīng)達(dá)到平衡，A符合題意；

B．達(dá)到平衡時(shí)，SO2和SO3的物質(zhì)的量不一定相同，B不符合題意；

C．恒溫恒容下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，壓強(qiáng)不再變化，說明總物質(zhì)的量不變，由于反應(yīng)前后的氣體分子數(shù)不相等，故當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡，C符合題意；

D．消耗1molO2，同時(shí)消耗2molSO2，均表示正反應(yīng)速率，無法得知正逆反應(yīng)速率是否相等，D不符合題意；

答案選AC；

(3)根據(jù)總反應(yīng)，可知SO2化合價(jià)升高轉(zhuǎn)化為H2SO4，失去電子，則通入SO2的一極為負(fù)極，通入O2的一極為正極；

①根據(jù)總反應(yīng)方程式，SO2轉(zhuǎn)化為H2SO4，化合價(jià)升高，失去電子，通入SO2的電極為負(fù)極，即電極a；

②在原電池中，陽離子向正極移動(dòng)，電極b為正極，則H＋通過質(zhì)子交換膜時(shí)，由左向右移動(dòng)，A符合題意；

③O2得到電子與溶液中的H＋反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為的O2＋4e－＋4H＋=2H2O。