Question

【题目】煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生 的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：

CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H1=+218.4kJ/mol(反应I)

CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g) △H2=-175.6kJmol-l(反应II)

请冋答下列问题：

（1）反应I能够自发进行的条件是____________。

（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应II的Kp="___________" (用表达式表示)。

（3）假设某温度下，反应I的速率(v1)大于反应II的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是______________。

（4）通过监测反应体系中气体浓度的变化判断反应I和II是否同时发生，理由是___________。

（5）图I为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有__________。

A．向该反应体系中投入石灰石 B．在合适的温度区间内控制较低的反应温度

C．提高CO的初始体积百分数 D．提高反应体系的温度

（6）恒温恒容条件下，假设反应I和II同时发生，且v1>v2，请在图2中画出反应体系中c(SO2)

随时间t变化的总趋势图。

Answer 1

【答案】（1）较高温度下 （2）P4(CO2)/P4(CO)（3）C （4）有无二氧化硫可知反应I是否发生，如c(CO2)=c(SO2)，则反应II未发生，如c(CO2)>c(SO2)，则反应同时发生 （5）ABC

（6）

【解析】试题分析：（1）反应Ⅰ吸热，则△H＞0，由方程式可知△S＞0，反应能自发进行，应满足△G=△H－T△S＜0，因此应在较高温度下进行，即选择高温。

（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则根据反应的化学方程式可知，反应Ⅱ的Kp＝P4(CO2)/P4(CO)。

（3）反应Ⅰ为吸热反应，产物的能量高于反应物，反应Ⅱ为放热反应，产物的能量低于反应物，则A、D错误；由方程式可知反应Ⅱ气体较多，则活化能较大，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则B错误、C正确，答案选C。

（4）反应Ⅰ生成SO2，反应Ⅱ只生成CO2，如同时发生，则两种气体的浓度比变化，据此可以确定是否发生两个反应。即如c(CO2)=c(SO2)，则反应II未发生，如c(CO2)>c(SO2)，则反应同时发生。

（5）A、向该反应体系中投入石灰石，产生CO2，使反应I逆向进行，可使更多的二氧化硫转化为硫酸钙，减少二氧化硫的排放，A正确；B、由反应Ⅰ可知生成二氧化硫的反应为吸热反应，则低温下不利于生成二氧化硫，图中可以看出温度最低时的CaS的含量最高，则应在合适的温度区间内控制较低的反应温度，B正确；C、由图像可知，提高CO的初始体积百分数，可以增大CaS的质量分数，减少二氧化硫的排放，C正确；D、提高反应体系的温度，不利于二氧化硫的减少，D错误，答案选ABC。

（6）反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，且反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，故SO2增加的快，反应达到平衡的快；随着反应II的进行，CO2的浓度不断增大，使反应I平衡逆向移动，SO2浓度又逐渐降低。则图像应为。