Question

【題目】SO2 是危害最為嚴重的大氣污染物之一，SO2 的含量是衡量大氣污染的一個重要指標。工業(yè)上常采用催化還原法或吸收法處理 SO2。催化還原 SO2 不僅可以消除 SO2 污染，而且可得到有價值的單質S。

（1）在復合組分催化劑作用下，CH4 可使 SO2 轉化為 S，同時生成 CO2 和 H2O。已知 CH4 和 S的燃燒熱分別為 890.3 kJ /mol 和 297.2 kJ /mol ， CH4 和 SO2 反應的熱化學方程式為__________。

（2）用 H2 還原 SO2 生成S 的反應分兩步完成，如圖 1 所示，該過程中相關物質的物質的量濃度隨時間的 變化關系如圖 2 所示：

①分析可知X 為______寫化學式），0~t1 時間段的溫度為_____，0~t1 時間段用SO2 表示的化學反應速率為_____。

②總反應的化學方程式為____________。

Answer 1

【答案】CH4 (g)+2SO2 (g)=== CO2 (g)+2S (s)+2H2O(l) △H= -295.9 kJ/mol H2S 300℃ 2×10-3/t1 mol/(L·min) 2H2+SO2=S+2H2O

【解析】

（1）已知CH4和S的燃曉熱分別為890.3kJ/mol和297.2kJ/mol，則有

①CH4（g）＋2O2(g)＝CO2（g）＋2H2（g）△H＝－890.3kJ/mol

②S（g）＋O2（g）＝SO2（g）△H＝－297.2 kJ/mol

根據蓋斯定律可知①-②×2即得到CH4和SO2反應的熱化學方程式為CH4（g）＋2SO2（g）＝CO2（g）＋2S(g)＋2H2O(l) △H=-295.9kJ/mol；

（2）①氫氣與二氧化硫反應生成X，X與SO2反應生成S，反應中X是還原劑，則X為H2S。0～t1時間內主要是生成X，則反應的溫度為300℃，0～t1時間段二氧化硫濃度減少0.002mol/L，則用SO2表示的化學反應速率為＝2×10-3mol/( Lmin)；

②根據原子守恒可知反應中還有水生成，則總反應的化學方程式為2H2+SO2=S+2H2O。