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解答题-原理综合题 适中0.65 引用4 组卷361
硫酸是一种重要的化工原料。工业上生产硫酸的步骤之一是SO2与O2反应生成SO3。
(1)已知一定条件下该反应消耗3.2g氧气时，放出的热量为19.8kJ，则该反应的热化学方程式为___________。727℃时，该反应的平衡常数Kp=3.45×10-5Pa-1(，式中p为反应达平衡时各气体的分压)，恒温恒容体系中，SO2、O2和SO3的分压分别为2.02×104Pa、1.01×104Pa和1.01×105
Pa时，反应___________向进行(填“正”或“逆”)；若开始时体系中只有SO2和O2，两种气体的分压分别为2.02×104Pa和1.01×104Pa，达平衡时，SO2的分压为aPa，则Kp=___________Pa-1(列表达式)。
(2)铅酸蓄电池已有160多年历史，至今仍在多领域发挥着重要作用。在铅酸蓄电池生产过程中，一般是先将铅粉(主要成分为铅和氧化铅)与硫酸溶液混合，调制成铅膏后均匀地涂敷在铅板栅上，经干燥得到生极板。生极板化成(通入直流电使铅酸蓄电池的两极发生电化学反应的过程)、封装后，即可得到市售铅酸蓄电池。
①化成时，作为铅酸蓄电池负极的生极板应连接外电源的___________极。
②过充电时，铅酸蓄电池正极对应的电极反应式为___________。长时间使用后，电池内硫酸的浓度将___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
③单位质量的电池理论上输出的能量称为理论质量比能量。已知，铅酸蓄电池的电压为2V，产生1Ah的电量消耗3.86g铅。铅酸蓄电池的理论质量比能量为___________W·h·kg-1(填标号)。
A．518       B．449       C．197       D．167
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知识点：热化学方程式书写及正误判断化学平衡常数的影响因素及应用化学平衡常数的有关计算电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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SO2、NOx是空气的主要污染物，有效去除大气中的SO2、NOx可以保护大气环境。回答下列问题：
(1)二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH= -196 kJ·mol-1。
①钒催化剂参与反应的能量变化如图1所示，请写出VOSO4(s)和V2O4(s)反应生成V2O5(s)与SO2(g)的热化学方程式：_______。

②若当SO2、O2、N2(不参与反应)起始的物质的量分数分别为10%、15%和75%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图2所示。反应在0.5 MPa、550℃时的α=_______， 判断的依据是_______。

③若将物质的量之比为2： 1的SO2(g)和O2(g)通入反应器，在恒温t、恒压p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3的分压为_______，平衡常数Kp=_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
(2)一定温度下，在容积恒为1 L的密闭容器中，加入0. 30 mol NO与过量的金属Al，发生的反应存在如下平衡：Al(s)+2NO(g) N2(g)+ Al2O3(s) ΔH <0，已知在此条件下NO与N2的消耗速率与各自的浓度有如下关系：v(NO)=k1·c2(NO) ，v(N2)=k2 ·c(N2)，其中k1、k2表示速率常数。
①下列叙述中不能表明该反应已经达到平衡状态的是_______ (填字母)。
A.该反应体系压强保持不变时
B. v正(NO)= v逆(N2)≠0
C. Al的质量不发生变化
D.混合气体的相对分子质量不发生改变
②在Ti温度下，k1=0.004 L·mol-1·min-1，k2=0.002 min-1，则该温度下反应的平衡常数的值为_______。
③在T2温度下，NO的物质的量随时间的变化曲线如图3，则T1_______T2(填“>”“=”或“<”)。

(3)燃煤烟气(主要污染物为SO2、NO2)还可以经O3预处理后用CaSO3水悬浊液吸收。当用CaSO3水悬浊液吸收时，清液(pH约为8)中将NO2转化为 ，其离子方程式为_______。若在吸收液中加入Na2SO4溶液，能提高能提高NO2的吸收速率，其主要原因是_______。
二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应，反应如下：
(1)I：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH1=-197.7kJ/mol K1(浓度平衡常数)
为研究该反应，某同学设计了以下三种已装固体V2O5催化剂的密闭容器装置：

在初始体积与温度相同的条件下，甲、乙、丙中均按2 mol SO2、1molO2进行投料，达平衡时，三个容器中SO2的转化率从大到小的顺序为___________(用“甲、乙、丙”表示)。
(2)在容器丙中，0.1 MPa条件下，在不同温度或不同投料方式下研究上述反应，得到数据如下表：
实验序号A组B组C组
反应温度451℃451℃551℃
投料方式(按照SO2、O2、SO3的顺序)2 mol 、1mol、0 mol0mol 、0mol 、2mol2mol 、1mol 、0mol
含硫化合物的转化60%bc
反应的热量变化放热a吸热79.08kJ放热
压强平衡常数(Kp)Kp1Kp1Kp2

①表中：a=___________ 。
②已知用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算，得到的平衡常数即为压强平衡常数，则Kp1=___________MPa-1。
③451℃时，若按0.4 mol SO2、0.4mol O2、0.4 mol SO3进行投料，则反应开始时v正(SO2)___________v逆(SO2)(填“＞”、“＜”或“=”)。
(3)将上述固体催化剂V2O5换成NO2气体同样可以对该反应起到催化作用，此催化过程如下：
Ⅱ：SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g) △H2     K2(浓度平衡常数)
Ⅲ：2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)   △H3=-114.1 kJ/mol K3(浓度平衡常数)，△H2=___________；K3=___________(用含有K1、K2的表达式表示)。
硫的氧化物是大气的主要污染物，是当前环保工作的重要研究内容之一。
I．一定温度下，将0.8molSO2和0.4molO2充入4L恒容密闭容器中，发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H。该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s) △H1=-244kJ·mol-1；
②V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s) △H2=-399kJ·mol-1；
③2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s) △H3=-351kJ·mol-1；
(1)△H=____kJ·mol-1。
(2)____(填“低温”、“高温”或“任意温度”)条件下有利于该反应【2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)】自发进行，判断的理由为____。
(3)若该反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在5min时达到平衡，此时测得平衡时混合气体的总压强与起始时混合气体的总压强之比为7∶10。
①0～5min内，v(SO3)=____mol·L-1·min-1。
②O2的平衡转化率为____%。
③Kp=____(假设反应达到平衡时混合气体的总压强为p，以分压表示，分压=总压×物质的量分数，写出计算式即可)。
II．较纯的SO2用于原电池法生产硫酸的装置如图：
        
(4)电池工作一段时间后，右侧电极室的溶液的pH____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)电极b上发生的电极反应为____。

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