Question

【題目】恒溫恒容條件下，硫可以發生如下轉化，其反應過程和能量關系如圖1所示[已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6kJ·mol－1：請回答下列問題：

（1）恒溫恒容時，1 mol SO2和2 mol O2充分反應，放出熱量的數值比|ΔH2|___(填“大”、“小”或“相等”)。

（2）某SO2(g)和O2(g)體系，時間t1達到平衡后，改變某一外界條件，反應速率v與時間t的關系如圖2所示，若不改變SO2(g)和O2(g)的量，則圖中t4時引起平衡移動的條件可能是___；圖中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段時間是____。

（3）科學家設計出質子膜H2S燃料電池，實現了利用H2S廢氣資源回收能量并得到單質硫。質子膜H2S燃料電池的結構示意圖如圖所示。則電極b上發生的電極反應為___；電路中每通過4mol電子，在負極消耗___L(標況)氣體。

Answer 1

【答案】大 升高溫度 t3-t4 O2+4H++4e=2H2O 44.8

【解析】

（1）恒溫恒容時，1molSO2和2molO2 與起始量1molSO2和1molO2 相比，增大了氧氣的濃度，平衡正向移動，所以SO2的轉化率高，放出熱量的數值比|△H2|大；

（2）t2～t3段正逆速率都加快，且v（正）＞v（逆），平衡正向移動。t4～t5段正逆速率都加快，且v（正）＜v（逆），平衡逆向移動。該反應為體積減小的放熱反應，若升高溫度，平衡逆向移動；若增大壓強，平衡正向移動，故t2～t3段為增大壓強，t4～t5段為升高溫度；

t2～t3段為增大壓強，平衡正向移動，SO3的含量升高，至t3～t4平衡時含量達最高；

（3）正極O2得電子發生還原反應，酸性條件下，氧氣得電子生成水，則電極b上發生的電極反應為：O2+4H++4e-=2H2O；負極上H2S失電子產生S2，電極反應式為2H2S-4e-=S2+4H+，根據反應可知，當電路中每通過4mol電子，在負極消耗22.4L/mol×2=44.8L(標況)氣體。