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=218.4kJmol﹣1（反应Ⅰ）
CaSO4（s）+4CO（g）CaS（s）+4CO2（g）△H2=﹣175.6kJmol﹣1（反应Ⅱ）

请回答下列问题：
（1）反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是 ．
（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的浓度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 （图1） ．
（4）通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生，理由是 ．
（5）图2（a）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（b）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）高温
（2）
（3）C
（4）如果气体中SO2和CO2浓度之比随时间变化，则两个反应同时进行
（5）ABC
（6）解：反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，且v1＞v2，所以刚开始生成二氧化硫速率快，随着反应2进行，生成二氧化碳越来越多，促使第一个反应平衡向左移动，导致二氧化硫的量降低，直到达到平衡不变．

则图象应为 ，

【解析】解：（1）反应Ⅰ吸热，则△H＞0，由方程式可知△＞0，反应能自发进行，应满足△H﹣T△S＜0，则应在较高温度下进行，所以答案是：高温；（2）由题意可知，反应Ⅱ的Kp= ，所以答案是： ；（3）反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，则A、D错误；反应Ⅰ的速率（v1）大于反应Ⅱ的速率（v2），则反应Ⅱ的活化能较大，则B错误、C正确，所以答案是：C；（4）反应Ⅰ生成SO2和CO2 ， 反应Ⅱ只生成CO2 ， 如同时发生，则两种气体的浓度比随时间会发生变化，所以答案是：如果气体中SO2和CO2浓度之比随时间变化，则两个反应同时进行；（5）A．向该反应体系中投入石灰石，可使更多的二氧化硫转化为硫酸钙，减少二氧化硫的排放，故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，则应在合适的温度区间内控制较低的反应温度，故B正确；C．由图象可知，提高CO的初始体积百分数，增大CaS的质量分数，减少二氧化硫的排放，故C正确；D．提高反应体系的温度，不利于二氧化硫的减少，故D错误．所以答案是：ABC；
【考点精析】利用化学平衡状态本质及特征对题目进行判断即可得到答案，需要熟知化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）．