Question

硫-氨热化学循环制氢示意图如下：

（1）反应1的离子方程式为                  。

（2）反应2能量转化主要方式为                  。

（3）反应3中控制反应条件很重要，不同条件下硫酸铵分解产物不同。若在400℃时分解，产物除水蒸气外还有A、B、C三种气体，A是空气中含量最多的单质，B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C能使品红溶液褪色。则400℃时硫酸铵分解的化学方程式为             。

（4）反应4是由(a)、(b)两步反应组成：

H₂SO₄(l) =SO₃(g) +H₂O(g),△H=+177kJ•mol^－1   …………(a)

2SO₃(g)2SO₂(g) + O₂(g)，△H=+196 kJ•mol^－1…………(b)

①则H₂SO₄(l)分解为SO₂(g)、O₂(g)及H₂O(g)的热化学方程式为：               。

②在恒温密闭容器中，控制不同温度进行SO₃分解实验。以SO₃起始浓度均为cmol·L^－1，测定SO₃的转化率，结果如右图，图中Ⅰ曲线为SO₃的平衡转化率与温度的关系，Ⅱ曲线表示不同温度下反应经过相同反应时间且未达到化学平衡时SO₃的转化率。

i）图中点X与点Z的平衡常数K：K(X)            K(Z)（选填：＞，＜，＝）；

ii）Y点对应温度下的反应速率：v(正)           v(逆)（选填：＞，＜，＝）；

iii）随温度的升高，Ⅱ曲线逼近Ⅰ曲线的原因是：               。

Answer

(14分)

（1）SO2+H2O+2NH3 = 2NH4++SO32-

（2）太阳能转化为电能再转化为化学能；

（3）3(NH4)2SO44NH3↑+ N2↑+3SO2↑+ 6H2O↑；

（4）①2H2SO4(l)2SO2(g) + O2(g) +2H2O(g) △H=+550kJ/mol；

②i）＜；ii）＞；iii）温度升高，反应速率加快，达到平衡时间缩短。

【解析】

试题分析：（1）反应1中二氧化硫是酸性氧化物，氨气是碱性气体，反应的离子方程式为SO2+H2O+2NH3 = 2NH4++SO32-，故答案为：SO2+H2O+2NH3 = 2NH4++SO32-；

（2）根据图示，反应2中转化为电能，使水分解，放出的氧气将亚硫酸铵氧化为硫酸铵，故答案为：太阳能转化为电能再转化为化学能；

（3）反应3中硫酸铵在400℃时分解，产物除水蒸气外还有A、B、C三种气体，A是空气中含量最多的单质，A为氮气，B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B为氨气，C能使品红溶液褪色，C为二氧化硫，则400℃时硫酸铵分解的化学方程式为3(NH4)2SO44NH3↑+ N2↑+3SO2↑+ 6H2O↑，故答案为：3(NH4)2SO44NH3↑+ N2↑+3SO2↑+ 6H2O↑；

（4）①H2SO4(l) =SO3(g) +H2O(g) , △H=+177kJ•mol－1 …………(a)，2SO3(g)2SO2(g) + O2(g)，△H=+196 kJ•mol－1…………(b)，根据盖斯定律，将a×2+b，得到：2H2SO4(l)2SO2(g) + O2(g) +2H2O(g) △H=+177 kJ/mol ×2+196 kJ/mol =+550kJ/mol，故答案为：2H2SO4(l)2SO2(g) + O2(g) +2H2O(g) △H=+550kJ/mol；

②i）2SO3(g)2SO2(g) + O2(g) △H=+196kJ/mol，正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数K增大，即点X的平衡常数K＜点Z，故答案为：＜；

ii）Y点对应温度下的转化率小于X点，表示反应未达平衡状态，要达到平衡状态，反应需继续想正反应方向进行，因此v(正) ＞v(逆)，故答案为：＞；

iii）温度升高，反应速率加快，达到平衡时间缩短，因此随温度的升高，Ⅱ曲线逐渐逼近Ⅰ曲线，故答案为：温度升高，反应速率加快，达到平衡时间缩短。

考点：考查了的相关知识。