Question

煤炭燃燒的過程中會釋放大量的SO₂，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境，采用一定的脫硫技術(shù)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(chǎn)生的CO又會與CaSO₄發(fā)生化學反應，降低了脫硫效率，相關(guān)反應的熱化學方程式如下：
CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）△H₁=218.4kJ?mol^-1（反應Ⅰ）
CaSO₄（s）+4CO（g）?CaS（s）+4CO₂（g）△H₂=-175.6kJ?mol^-1（反應Ⅱ）
請回答下列問題：
（1）反應Ⅰ能夠自發(fā)進行的反應條件是

 

．
（2）對于氣體參與的反應，表示平衡常數(shù)K_p時用氣體組分（B）的平衡壓強p（B）代替該氣體物質(zhì)的量的濃度c（B），則反應Ⅱ的K_p=

 

（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

 

．

（4）通過監(jiān)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(fā)生，理由是

 

．
（5）圖1為實驗測得不同溫度下反應體系中CO初始體積百分數(shù)與平衡時固體產(chǎn)物中CaS質(zhì)量百分數(shù)的關(guān)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(qū)間內(nèi)控制較低的反應溫度
C．提高CO的初始體積百分數(shù)
D．提高反應體系的溫度
（6）恒溫恒容下，假設反應Ⅰ和Ⅱ同時發(fā)生，且v₁＞v₂，請在圖2中畫出反應體系中c（SO₂）隨時間t變化的總趨勢圖．

Answer 1

考點：真題集萃,焓變和熵變,化學平衡常數(shù)的含義,化學平衡的影響因素

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）反應能自發(fā)進行，應滿足△H-T?△S＜0；
（2）表示平衡常數(shù)Kp時用氣體組分（B）的平衡壓強p（B）代替該氣體物質(zhì)的量的濃度c（B），可根據(jù)平衡常數(shù)的表達式書寫，平衡常數(shù)等于氣體生成物濃度冪之積除以氣體反應物濃度冪之積；
（3）反應Ⅰ為吸熱反應，反應Ⅱ為放熱反應，結(jié)合反應物與生成物總能量大小之間的關(guān)系判斷；
（4）反應Ⅰ生成SO₂和CO₂，反應Ⅱ只生成CO₂，如同時發(fā)生，則兩種氣體的濃度比會隨時間發(fā)生變化；
（5）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；
（6）反應Ⅰ和Ⅱ同時發(fā)生，且v₁＞v₂，因反應Ⅰ為吸熱反應，反應Ⅱ為放熱反應，則溫度逐漸降低，反應速率逐漸減�。�

解答： 解：（1）反應Ⅰ吸熱，則△H＞0，由方程式可知△＞0，反應能自發(fā)進行，應滿足△H-T?△S＜0，則應在較高溫度下進行，故答案為：高溫；
（2）由題意可知，反應Ⅱ的Kp=

p4(CO2)

p4(CO)

，故答案為：

p4(CO2)

p4(CO)

；
（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，
故答案為：C；
（4）反應Ⅰ生成SO₂和CO₂，反應Ⅱ只生成CO₂，如同時發(fā)生，則兩種氣體的濃度比隨時間會發(fā)生變化，
故答案為：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(zhuǎn)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(qū)間內(nèi)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(shù)，增大CaS的質(zhì)量分數(shù)，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．
故答案為：ABC；
（6）反應Ⅰ和Ⅱ同時發(fā)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，故答案為：．

點評：本題為2014浙江高考題，涉及化學平衡以及反應熱與焓變的考查，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，題目較為綜合，涉及面廣，題目難度中等．