十八大以来,各地重视“蓝天保卫战”战略。作为煤炭使用大国,我国每年煤炭燃烧释放出的大量SO2严重破坏生态环境。现阶段主流煤炭脱硫技术通常采用石灰石-石膏法将硫元素以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:
反应Ⅰ:CaSO4(s)+CO(g)⇌CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) 活化能Ea1,△H1=218.4kJ•mol-1
反应Ⅱ:CaSO4(s)+4CO(g)⇌CaS(s)+4CO2(g) 活化能Ea2,△H2=-175.6kJ•mol-1
请回答下列问题:
(1)反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)⇌CaS(s)+3CO2(g);△H=-394.0-394.0kJ•mol-1;该反应在 低温低温(填“高温”“低温”“任意温度”)可自发进行。
(2)恒温密闭容器中,加入足量CaSO4和一定物质的量的CO气体,此时压强为P0.tmin中时反应达到平衡,此时CO和CO2体积分数相等,CO2是SO2体积分数的2倍,则反应Ⅰ的平衡常数Kp=0.25p00.25p0(对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=p•x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
(3)图1为1000K时,在恒容密闭容器中同时发生反应Ⅰ和Ⅱ,c(SO2)随时间的变化图象。请分析图1曲线中c(SO2)在0~t2区间变化的原因 反应I的活化能Ea1较小,反应速率I比II大,0~t1阶段c(SO2)增大,t1后反应II为主,c(CO)减小,使反应I逆向进行,故c(SO2)减小,t2时反应达到平衡状态反应I的活化能Ea1较小,反应速率I比II大,0~t1阶段c(SO2)增大,t1后反应II为主,c(CO)减小,使反应I逆向进行,故c(SO2)减小,t2时反应达到平衡状态。
(4)图2为实验在恒容密闭容器中,测得不同温度下,反应体系中初始浓度比c(CO2)c(CO)与SO2体积分数的关系曲线。下列有关叙述正确的是 ACDACD。
A.当气体的平均密度不再变化,反应Ⅰ和反应Ⅱ同时达到平衡状态
B.提高CaSO4的用量,可使反应Ⅰ正向进行,SO2体积分数增大
C.其他条件不变,升高温度,有利于反应Ⅰ正向进行,SO2体积分数增大,不利于脱硫
D.向混合气体中通入氧气(不考虑与SO2反应),可有效降低SO2体积分数,提高脱硫效率
(5)图1中,t2时刻将容器体积减小至原来的一半,t3时达到新的平衡,请在图1中画出t2-t3区间c(SO2)的变化曲线。
c
(
C
O
2
)
c
(
CO
)
【答案】-394.0;低温;0.25p0;反应I的活化能Ea1较小,反应速率I比II大,0~t1阶段c(SO2)增大,t1后反应II为主,c(CO)减小,使反应I逆向进行,故c(SO2)减小,t2时反应达到平衡状态;ACD
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:60引用:3难度:0.5
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①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
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