近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图：(1)反应Ⅰ：2H2SO4(l)=...

问题详情：

近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图：

(1)反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1

反应Ⅲ：S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH3=-297kJ·mol-1

反应Ⅱ的化学方程式为___，标准状况下每有6.72L的SO2发生反应，释放的能量为___kJ。

(2)对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。

p2___p1(填“＞”或“＜”)，得出该结论的理由是___。

(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下：

2+4H++4I-=S↓+2I2+2H2O

ii.I2+2H2O+SO2=4H++4I-+SO

探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中，密闭放置观察现象。

①C是A的对比实验，则a=___。

②设计实验B、C的目的：___。

【回答】

3SO2+2H2O=2H2SO4+S    25.4kJ    ＞    反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大    0.4    H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率   

【分析】

(1)根据图式书写反应Ⅱ的方程式；根据盖斯定律计算出反应Ⅱ的焓变再计算。

(2) 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应，根据相同温度下，压强对平衡的影响，结合图像分析解答；

(3)①C是A的对比实验，所用c(KI)应该相等；②比较A、B、C，A中只含KI、B中只含硫*、C中含有KI和硫*，反应快慢顺序是C＞A＞B，且B中没有明显现象，说明未发生反应，C中含有*导致其反应速率加快，据此分析解答。

【详解】

(1)根据图示，反应Ⅱ为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)；将I-Ⅲ得3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)，△H=-(+551kJ•mol-1)-(-297kJ•mol-1)=-254kJ/mol，标准状况下6.72L的SO2的物质的量为=0.3mol，因此0.3mol发生反应释放的能量为×254kJ/mol=25.4kJ，故*为：3SO2+2H2O=2H2SO4+S ；25.4kJ；

(2)相同温度下，增大压强，3SO2+2H2O⇌2H2SO4+S平衡正向移动，导致硫*在平衡体系中物质的量分数增大，根据图知，相同温度下，达到平衡状态时硫*含量：p1＜p2，说明压强p2＞p1，故*为：＞；反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大；

(3)①C是A的对比实验，所用c(KI)应该相等，否则无法得出正确结论，所以a=0.4，故*为：0.4；

②比较A、B、C，A中只含KI、B中只含硫*、C中含有KI和硫*，反应快慢顺序是C＞A＞B，且B中没有明显现象，说明未发生反应，C中含有*导致其反应速率加快，因此设计实验B、C的目的是H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率，故*为：H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率。

【点睛】

本题的易错点和难点为(3)，要注意作对比实验时应该只有一个条件不同，其它条件需要完全相同。

知识点：化学平衡图像分析

题型：综合题