Question

【題目】煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2 ， 嚴重破壞生態環境．采用一定的脫硫技術可以把硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放．但是煤炭燃燒過程中產生的CO又會與CaSO4發生化學反應，降低脫硫效率．相關反應的熱化學方程式如下：CaSO4（s）+CO（g）CaO（s）+SO2（g）+CO2（g）△H1=218.4kJmol﹣1（反應Ⅰ）
CaSO4（s）+4CO（g）CaS（s）+4CO2（g）△H2=﹣175.6kJmol﹣1（反應Ⅱ）

請回答下列問題：
（1）反應Ⅰ能夠自發進行的反應條件是 ．
（2）對于氣體參與的反應，表示平衡常數Kp時用氣體組分（B）的平衡壓強p（B）代替該氣體物質的量的濃度c（B），則反應Ⅱ的Kp=（用表達式表示）．
（3）假設某溫度下，反應Ⅰ的速率（v1 ）大于反應Ⅱ的速率（v2 ），則下列反應過程能量變化示意圖正確的是 （圖1） ．
（4）通過監測反應體系中氣體濃度的變化可判斷反應Ⅰ和Ⅱ是否同時發生，理由是 ．
（5）圖2（a）為實驗測得不同溫度下反應體系中CO初始體積百分數與平衡時固體產物中CaS質量百分數的關系曲線．則降低該反應體系中SO2生成量的措施有 ．
A.向該反應體系中投入石灰石
B.在合適的溫度區間控制較低的反應溫度
C.提高CO的初始體積百分數
D.提高反應體系的溫度
（6）恒溫恒容條件下，假設反應Ⅰ和Ⅱ同時發生，且v1＞v2 ， 請在圖2（b）畫出反應體系中c（SO2）隨時間t變化的總趨勢圖．

Answer 1

【答案】
（1）高溫
（2）
（3）C
（4）如果氣體中SO2和CO2濃度之比隨時間變化，則兩個反應同時進行
（5）ABC
（6）解：反應Ⅰ和Ⅱ同時發生，且v1＞v2，所以剛開始生成二氧化硫速率快，隨著反應2進行，生成二氧化碳越來越多，促使第一個反應平衡向左移動，導致二氧化硫的量降低，直到達到平衡不變．

則圖象應為 ，

【解析】解：（1）反應Ⅰ吸熱，則△H＞0，由方程式可知△＞0，反應能自發進行，應滿足△H﹣T△S＜0，則應在較高溫度下進行，所以答案是：高溫；（2）由題意可知，反應Ⅱ的Kp= ，所以答案是： ；（3）反應Ⅰ為吸熱反應，反應Ⅱ為放熱反應，則A、D錯誤；反應Ⅰ的速率（v1）大于反應Ⅱ的速率（v2），則反應Ⅱ的活化能較大，則B錯誤、C正確，所以答案是：C；（4）反應Ⅰ生成SO2和CO2 ， 反應Ⅱ只生成CO2 ， 如同時發生，則兩種氣體的濃度比隨時間會發生變化，所以答案是：如果氣體中SO2和CO2濃度之比隨時間變化，則兩個反應同時進行；（5）A．向該反應體系中投入石灰石，可使更多的二氧化硫轉化為硫酸鈣，減少二氧化硫的排放，故A正確；B．由反應Ⅰ可知生成二氧化硫的反應為吸熱反應，則低溫下不利于生成二氧化硫，則應在合適的溫度區間內控制較低的反應溫度，故B正確；C．由圖象可知，提高CO的初始體積百分數，增大CaS的質量分數，減少二氧化硫的排放，故C正確；D．提高反應體系的溫度，不利于二氧化硫的減少，故D錯誤．所以答案是：ABC；
【考點精析】利用化學平衡狀態本質及特征對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）．