利用催化氧化反應將SO
2轉化為SO
3是工業(yè)上生產硫酸的關鍵步驟.T℃時反應2SO
2(g)+O
2(g)?2SO
3(g)過程中的能量變化如圖所示,回答下列問題.
(1)寫出該反應的熱化學方程式(用E
1、E
2或E
3表示,下同)
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-E3kJ/mol 或△H=-(E2-E1)kJ/mol
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-E3kJ/mol 或△H=-(E2-E1)kJ/mol
.
(2)T℃時將3mol SO
2和1mol O
2通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中,發(fā)生反應.2min時反應達到平衡,此時測得反應物O
2還剩余0.1mol,則達到平衡時SO
2的轉化率為
60%
60%
,反應
放出
放出
(填“放出”或“吸收”)
0.9E3
0.9E3
熱量.(用E
1、E
2或E
3表示)
(3)下列敘述能證明該反應已達化學平衡狀態(tài)的是
①②④
①②④
(填序號)
①SO
2的體積分數不再發(fā)生變化 ②容器內壓強不再發(fā)生變化 ③容器內氣體原子總數不再發(fā)生變化 ④相同時間內消耗2n mol SO
2的同時生成n mol O
2 ⑤相同時間內消耗2n mol SO
2的同時生成2n mol SO
3(4)在反應體系中加入催化劑,反應速率增大,E
1、E
2和E
3的變化是:E
1減小
減小
,E
2減小
減小
,E
3不變
不變
(填“增大”“減小”或“不變”).
(5)若以如圖所示裝置,用電化學原理生產硫酸,將SO
2、O
2以一定壓強噴到活性電極上反應.寫出兩電極的電極反應式:
+:O2+4e-+4H+═2H2O
-:SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
+:O2+4e-+4H+═2H2O
-:SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
,為穩(wěn)定持續(xù)生產,硫酸溶液的濃度應維持不變,則通入SO
2和水的質量比為
16:29
16:29
.
(6)SOCl
2是一種無色液體,可與碳共同構成鋰電池的正極材料,且其放電時也有SO
2氣體產生.寫出SOCl
2在電池中放電時的電極反應式
2SOCl2+4e-═S+SO2↑+4Cl-
2SOCl2+4e-═S+SO2↑+4Cl-
.