Question

T℃時反應2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（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E₁、E₂或E₃表示，下同）

2SO₂（g）+O₂（g） 2SO₃（g）△H=-E₃kJ/mol 或△H=-（E₂-E₁）kJ/mol

（2）T℃時將3molSO₂和1molO₂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O₂還剩余0.1mol，則達到平衡時SO₂的轉化率為

60%

，反應

放出

（填“放出”或“吸收”）

0.9E₃

熱量．（用E₁、E₂或E₃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

（填序號）
①SO₂的體積分數(shù)不再發(fā)生變化    ②容器內(nèi)壓強不再發(fā)生變化   ③容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化   ④相同時間內(nèi)消耗2n molSO₂的同時生成n molO₂   ⑤相同時間內(nèi)消耗2n molSO₂的同時生成2n molSO₃
（4）在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E₁、E₂和E₃的變化是：E₁

減小

，E₂

減小

，E₃

不變

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（5）若以右圖所示裝置，用電化學原理生產(chǎn)硫酸，將SO₂、O₂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═SO₄^2-+4H⁺

為穩(wěn)定持續(xù)生產(chǎn)，硫酸溶液的濃度應維持不變，則通入SO₂和水的質量比為

16：29

．
（6）SOCl₂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SO₂氣體產(chǎn)生．寫出SOCl₂在電池中放電時的電極反應式

2SOCl₂+4e^-═S+SO₂↑+4Cl^-

．

Answer 1

分析：（1）先求出此反應的焓變，根據(jù)熱化學方程式的書寫規(guī)則再寫出熱化學方程式；
（2）根據(jù)轉化率的公式計算；
（3）根據(jù)達化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)判斷；
（4）根據(jù)催化劑對化學反應的影響判斷；
（5）根據(jù)原電池的電極反應式的書寫規(guī)則書寫；
（6）根據(jù)原電池的電池反應式的書寫規(guī)則書寫．

解答：解：（1）△H=反應物吸收的能量-生成物放出的能量═-E₃kJ/mol=-（E₂-E₁）kJ/mol，
故答案為：2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）△H=-E₃kJ/mol 或△H=-（E₂-E₁）kJ/mol
（2）從圖象知，反應物的能量大于生成物的能量，所以該反應是放熱反應．
               2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）       放熱 E₃ 
      反應開始      3 mol     1mol         0               E₃ 
        轉化        1.8 mol    0.9mol     1.8 mol        0.9E₃
        平衡        1.2mol     0.1mol     1.8 mol  
  所以SO₂的轉化率=

1.8mol

3mol

×100%=60%
故答案為：60%；放出； 0.9 E₃；
（3）該反應前后氣體體積減小，化學平衡狀態(tài)的標志：正逆反應速率相等、體系各物質的含量不變．
①②④符合條件；根據(jù)原子守恒，各元素的原子總數(shù)始終不變，故③錯；⑤所指方向一致，故⑤錯．
故選：①②④；
（4）加入催化劑，改變了反應歷程，改變反應速率，但平衡不移動，所以E₂、E₁ 減小，E₃不變，
故答案為：E₂、E₁ 減小，E₃不變；
（5）根據(jù)原電池反應原理，還原劑在負極上發(fā)生氧化反應，氧化劑在正極上發(fā)生還原反應，該原電池的本質是
2SO₂+O₂+2H₂O=H₂SO₄，為維持濃度不變，SO₂和O₂反應生成硫酸的質量分數(shù)是50%，所需的水為反應反應的水和做溶劑的水，所以質量比為=2×64：（2×18+2×98）=16：29
故答案為：+：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O，-：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺； 16：29；
（6）SOCl₂中S的化合價是+4價，是中間價態(tài)，能發(fā)生氧化還原反應，反應中有二氧化硫生成，也有S單質生成，
故答案為：2SOCl₂+4e^-═S+SO₂↑+4Cl^-

點評：本題是一個小型綜合題，涉及知識點較多，做第（5）題可遷移燃料電池的知識解決此題．