Question

2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)是工业生产硫酸的重要步骤，T℃时该反应过程中的能量变化如图所示：

（1）2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)ΔH＝___________kJ·mol^－1（含E₁、E₂的计算式表示）

（2）①下列措施不能使该反应速率加快的是___________。

A．升高温度                            B．降低压强        C．使用催化剂

②若上述反应在恒容的密闭容器中进行，下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的是___________。

A．SO₃的浓度不再变化

B．SO₂与SO₃的物质的量相等

C．容器内气体的压强不再变化

D．单位时间内消耗1molO₂，同时消耗2molSO₂

（3）运用电化学原理可生产硫酸，总反应为2SO₂+O₂+2H₂O＝2H₂SO₄，装置如图所示。其中质子交换膜将该原电池分隔成氧化反应室和还原反应室，能阻止气体通过而允许H⁺通过。

①该电池的负极是___________。（填“电极a”或“电极b”）

②H⁺通过质子交换膜时的移动方向是___________。

A．从左向右                B．从右向左

③通入O₂的电极反应式是___________。

Answer

E1-E2或－(E2-E1) B AC 电极a A O2+4H++4e－=2H2O

【解析】

(1)根据△H=反应物的总键能－生成物的总键能，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=(E1－E2)kJ·mol－1；

(2)①A．升高温度，物质的能量增加，活化分子百分数增加，有效碰撞几率增加，化学反应速率增大，A不符合题意；

B．减小体积，降低压强，各物质的浓度减小，有效碰撞几率减小，反应速率减小，B符合题意；

C．使用催化剂，降低活化能，活化分子百分数增加，有效碰撞几率增加，反应速率增大，C不符合题意；

答案选B；

②反应达到平衡时，各物质的浓度不变，且正逆反应速率相等；

A．SO3的浓度不再变化，说明单位时间内生成的SO3和消耗的SO3的物质的量相同，反应达到平衡，A符合题意；

B．达到平衡时，SO2和SO3的物质的量不一定相同，B不符合题意；

C．恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，压强不再变化，说明总物质的量不变，由于反应前后的气体分子数不相等，故当压强不变时，各物质的物质的量不变，反应达到平衡，C符合题意；

D．消耗1molO2，同时消耗2molSO2，均表示正反应速率，无法得知正逆反应速率是否相等，D不符合题意；

答案选AC；

(3)根据总反应，可知SO2化合价升高转化为H2SO4，失去电子，则通入SO2的一极为负极，通入O2的一极为正极；

①根据总反应方程式，SO2转化为H2SO4，化合价升高，失去电子，通入SO2的电极为负极，即电极a；

②在原电池中，阳离子向正极移动，电极b为正极，则H＋通过质子交换膜时，由左向右移动，A符合题意；

③O2得到电子与溶液中的H＋反应生成水，电极反应式为的O2＋4e－＋4H＋=2H2O。