Question

【题目】煤的洁净技术（包括固硫技术和脱硫技术两类）可有效降低燃煤废气中SO2的含量，已成为我国解决环境问题的主导技术之一。通过加入固硫剂，将硫元素以固体形式留在煤燃烧的残渣中。石灰石是常用的固硫剂，固硫过程中涉及的部分反应如下：

①CaCO3(s)CaO(s) + CO2(g) △H1= +178.30kJ/mol

②CaO(s) + SO2(g) + 0.5O2(g)CaSO4(s) △H2= -501.92 kJ/mol

③CO(g) + 0.5O2(g) CO2(g) △H3

④CaSO4(s) + CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) △H4= +218.92kJ/mol

（1）温度升高，反应①的化学平衡常数________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）△H3=________kJ/mol。

（3）在煤燃烧过程中常鼓入稍过量的空气以提高固硫率（燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤中硫元素总质量的百分比），结合反应②、③、④分析其原因：________。

Answer 1

【答案】增大 -283 鼓入稍过量的空气，增大了反应体系中氧气的浓度，使反应②平衡正向移动，有利于固硫；同时，氧气浓度增大也会使反应③平衡正向移动，降低CO浓度，增大CO2浓度，使反应④平衡逆向移动，（或其他合理分析）有利于固硫

【解析】

（1）反应①正反应吸热，温度升高，平衡正向移动；

（2）根据盖斯定律计算△H3；

（3）根据增大氧气浓度后，平衡移动方向分析。

（1）反应①正反应吸热，温度升高，平衡正向移动，化学平衡常数增大；

（2）②CaO(s) + SO2(g) + 0.5O2(g)CaSO4(s) △H2= -501.92 kJ/mol

③CO(g) + 0.5O2(g) CO2(g) △H3

④CaSO4(s) + CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) △H4= +218.92kJ/mol

根据盖斯定律④+②得CO(g) + 0.5O2(g) CO2(g) △H3=+218.92kJ/mol-501.92 kJ/mol=-283 kJ/mol；

（3）鼓入稍过量的空气，增大了反应体系中氧气的浓度，使反应②平衡正向移动，有利于固硫；同时，氧气浓度增大也会使反应③平衡正向移动，降低CO浓度，增大CO2浓度，使反应④平衡逆向移动，有利于固硫。