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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SO

来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：化学作业 时间：2024/05/24 17:50:55
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) ΔH1=218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2= -175.6kJ·mol－1(反应Ⅱ)
请回答下列问题：
（1）反应Ⅰ能自发进行的条件是 。
（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1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。
（1）高温
（2）
（3）C.
（4） 反应I中生成有SO2，监测SO2与CO2的浓度增加量的比不为1:1，可确定发生两个反应。
（5）A、B、C
（6）
试题分析：（1）由△G=△H-T△S＜0时自发，△H＞0，则T要大，故选择高温。
（3）反应Ⅰ吸热，产物的能量高于反应物，反应Ⅱ放热，产物的能量低于反应物；反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，反应I的活化能低。
（4） 反应I中生成有SO2，监测SO2与CO2的浓度增加量的比即可确定是否发生两个反应。
（5）向该反应体系中投入石灰石，产生CO2，使反应I逆向进行，可降低该反应体系中SO2生成量，A正确；在合适的温度区间内控制较低的反应温度，图中可以看出最低温度的CaS的含量最高，故B正确、D错误；C．图中可以看出，提高CO的初始体积百分数，可以提高CaS的含量，故正确。
（6） 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。A为阿伏加德罗常数的值来表示微粒数目。
第(5)问：A选项CO2 增多，CO初始体积百分数变小，由图1可知：SO2 生成量增加，所以，A不对呀
解题思路： 碳酸钙分解生成CaO和CO2，导致体系中CO2的浓度增大，平衡向左移动，故c(SO2)会减小，所以A是正确的。平衡移动后体系中的c(CO)会增大，CO的体积分数会增大，但这不是CO的初始体积分数，故不能通过图I中的曲线来说明。
解题过程：
解答：（5）本小题是指两反应达到平衡后，再向平衡体系中加入碳酸钙对平衡产生的影响，也就是说在CO的初始体积数是一定值的前提下，反应达到了平衡，然后再加入碳酸钙，由于反应条件是高温，碳酸钙分解生成CaO和CO2，导致体系中CO2的浓度增大，平衡向左移动，故c(SO2)会减小，所以A是正确的。平衡移动后体系中的c(CO)会增大，CO的体积分数会增大，但这不是CO的初始体积分数，故不能通过图I中的曲线来说明。

最终答案：见解析。
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