Question

化学反应原理在科研和生产中有广泛应用．
（1）SO₂可用于制硫酸．已知25℃、101kPa时：
2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）△H₁=-197kJ/mol；
H₂O（g）═H₂O（l）△H₂=-44kJ/mol；
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）═2H₂SO₄（l）△H₃=-545kJ/mol．
则SO₃（g）与H₂O（l）反应的热化学方程式是

 

．
（2）利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽（TaS₂）晶体，发生如下反应：TaS₂（s）+2I₂（g）═TaI₄（g）+S₂（g）△H＞0 （Ⅰ），若反应（Ⅰ）的平衡常数K=1，向某恒容容器中加入1mol I₂ （g）和足量TaS₂（s），I₂ （g）的平衡转化率为

 

．
  如图1所示，反应（Ⅰ）在石英真空管中进行，先在温度为T₂的一端放入未提纯的TaS₂粉末和少量I₂ （g），一段时间后，在温度为T₁的一端得到了纯净TaS₂晶体，则温度T₁

 

T₂（填“＞”“＜”或“=”）．上述反应体系中循环使用的物质是

 

．
（3）利用H₂S废气制取氢气的方法有多种．
①高温热分解法，已知：H₂S（g）═H₂（g）+

1

2

S₂（g）△H₄
在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H₂S分解实验．以H₂S起始浓度均为c mol?L^-1测定H₂S的转化率，结果见图2．图中a为H₂S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H₂S的转化率．△H₄

 

0（填＞，=或＜）；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：

 

．
②电化学法
该法制氢过程的示意图如图3．反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是

 

；
反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的影响因素,电解原理

专题：

分析：（1）利用盖斯定律，将热化学方程式进行运算；
（2）通过题意求出平衡浓度，带入K值可以得出转化率；
通过题意温度T₂端利于反应正向进行，为高温，温度T₁端利于反应向左进行，为低温，所以T₁＜T₂；
（3）①由图象随着温度升高，H₂S的转化率也随之增大，所以升高温度平衡向正反应方向移动，所以△H₄＞0；温度的升高，曲线b向曲线a逼近，反应速率加快；
②反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，以此来解答．

解答： 解：（1）2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₁=一197kJ/mol ①
  2H₂O （g）=2H₂O（1）△H₂=一44kJ/mol ②
  2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）△H₃=一545kJ/mol③
利用盖斯定律：（③-①-②）÷2 得SO₃ （g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-152kJ/mol，
故答案为：SO₃ （g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-152kJ/mol；
（2）K=1，设 I₂的平衡转化率为x，则参加反应的为xmol，平衡时生成TaI₄和S₂各0.5xmol，剩余I₂为（1-x）mol，
根据K=

c(TaI 4)c(S 2)

c 2(I 2)

=

0.5x×0.5x

(1-x)2

=1，
解之得：x=66.7%，
故答案为：66.7%；
由所给方程式可知该反应为吸热反应，通过题意温度T₂端利于反应正向进行，为高温，温度T₁端利于反应向左进行，为低温，所以T₁＜T₂，I₂是可以循环使用的物质；
故答案为：＜；I₂；
（3）①以H₂S起始浓度均为cmol?L^-1测定H₂S的转化率，由图象随着温度升高，H₂S的转化率也随之增大，所以升高温度平衡向正反应方向移动，所以△H₄＞0；温度的升高，曲线b向曲线a逼近，反应速率加快，达到平衡时的时间缩短，
故答案为：＞；温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的进间缩短；
②反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，电解总反应的离子方程式为2Fe²⁺+2H⁺

通电  .

2Fe³⁺+H₂↑，故答案为：增大反应物接触面积，使反应更充分；2Fe²⁺+2H⁺

通电  .

2Fe³⁺+H₂↑．

点评：本题主要考查了盖斯定律及其以硫化氢为载体考查物质的性质、影响反应速率的因素、化学平衡、电化学等，题目综合性强，难度较大，注重了高考常考考点的考查，注意知识的迁移应用和信息的处理．