Question

【題目】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是工業(yè)生產(chǎn)硫酸的重要步驟，T℃時該反應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的計算式表示）

（2）①下列措施不能使該反應速率加快的是___________。

A．升高溫度 B．降低壓強 C．使用催化劑

②若上述反應在恒容的密閉容器中進行，下列敘述中能說明該反應已達平衡狀態(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)氣體的壓強不再變化

D．單位時間內(nèi)消耗1molO2，同時消耗2molSO2

（3）運用電化學原理可生產(chǎn)硫酸，總反應為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室和還原反應室，能阻止氣體通過而允許H+通過。

①該電池的負極是___________。（填“電極a”或“電極b”）

②H+通過質(zhì)子交換膜時的移動方向是___________。

A．從左向右 B．從右向左

③通入O2的電極反應式是___________。

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，活化分子百分數(shù)增加，有效碰撞幾率增加，化學反應速率增大，A不符合題意；

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

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

答案選B；

②反應達到平衡時，各物質(zhì)的濃度不變，且正逆反應速率相等；

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

B．達到平衡時，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，壓強之比等于物質(zhì)的量之比，壓強不再變化，說明總物質(zhì)的量不變，由于反應前后的氣體分子數(shù)不相等，故當壓強不變時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應達到平衡，C符合題意；

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

答案選AC；

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

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

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

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