Question

【題目】SO2在生產、生活中有著廣泛的用途。

(1)請你列舉一個SO2在生活中的用途：______________________。

(2)SO2在工業上常用于硫酸生產：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，該反應在一定條件下進行時的熱效應如圖所示，則其逆反應的活化能為__________________。

(3)上圖中L、X表示物理量溫度或壓強，依據題中信息可判斷：

①X表示的物理量是_________________________，

②L1________(填“＞”“＜”或“＝”)L2。

(4)在容積固定的密閉容器中，起始時充入0.2molSO2和0.1molO2，反應體系起始總壓強為0.1MPa。反應在一定的溫度下達到平衡時SO2的轉化率為90%。該反應的壓強平衡常數Kp＝__________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數)。

(5)利用原電池原理，也可用SO2和O2來制備硫酸，該電池用多孔材料作電極。請寫出該電池負極的電極反應式：__________________________________________。

Answer 1

【答案】殺菌、消毒、漂白織物、作抗氧化劑等 E＋|ΔH | 溫度 ＜ 2.43×104 MPa-1 SO2＋2H2O－2e－ === 4H＋＋SO42-

【解析】

（1）根據SO2性質分析其用途；

（2）活化能是指分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量，圖中的較高的虛線表示SO2與O2反應生成SO3的反應分子活化狀態的能量，該反應的逆反應同樣遵守相同的能量要求，逆反應物總能量提升到該活化能位置后反應進行并放熱；

（3）①該反應是放熱反應，也是氣體體積減小的反應，根據溫度和壓強對平衡的影響來分析；

②壓強越高SO2轉化率越高；

（4）列出三段式，找出平衡時各組分的分壓，代入公式Kp=計算；

（5）原電池負極發生氧化反應，元素化合價升高，以此分析。

（1）SO2可用于生產硫以及作為殺蟲劑、殺菌劑、漂白劑和還原劑，具有較強的還原性。

故答案為：殺菌、消毒、漂白織物、作抗氧化劑等；

（2）活化能是指分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量，圖中的較高的虛線表示SO2與O2反應生成SO3的反應分子活化狀態的能量，該反應的逆反應同樣遵守相同的能量要求，逆反應物總能量提升到該活化能位置后反應進行并放熱，故該反應需要的活化能為E＋|ΔH |。

故答案為：E＋|ΔH | ；

（3）①由圖可知，該反應是放熱反應，溫度升高會使平衡向逆反應方向移動，SO2轉化率降低，而該反應是氣體體積減小的反應，壓強增大會使反應向正反應方向移動，SO2轉化率提高，故X表示溫度。

②壓強越高SO2轉化率越高，故L2>L1。

故答案為：溫度；＜；

（4）該體系處于體積不變的密閉容器中，故隨著氣體物質的量改變，總壓強有所變化。該反應體系物質的量轉化為：

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

起始（mol） 0.2 0.1 0

轉化（mol） 0.18 0.09 0.18

平衡（mol） 0.02 0.01 0.18

可知體系中氣體總物質的量從0.3mol減少到0.21，故整體的壓強降低為0.07 MPa。P分=0.07 MPa ，分別代入公式：SO2、O2和 SO3分壓分別為：0.0067 MPa、0.0033 MPa和0.06MPa，

Kp===2.43×104 MPa-1。

故答案為：2.43×104 MPa-1 ；

（5）多孔材料電極不參與反應，只提供電子的傳導，SO2與O2反應，失去電子，故通入該電池負極，化合價上升，正極O2得電子，化合價下降，故負極的電極反應式為SO2＋2H2O－2e－ === 4H＋＋SO42-。

故答案為：SO2＋2H2O－2e－ === 4H＋＋SO42-。