Question

（16分）

用CaSO4代替O2與燃料CO反應(yīng)，既可提高燃燒效率，又能得到高純CO2，是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù)，反應(yīng)①為主反應(yīng)，反應(yīng)②和③為副反應(yīng)。

1/4CaSO4(s)+CO(g) ? 1/4CaS(s)+CO2(g) ?H1 = -47.3kJ?mol-1

② CaSO4(s)+CO(g) ? CaO(s)+CO2(g) +SO2(g) ?H2 = +210.5kJ?mol-1

③ CO(g) ? 1/2C(s)+1/2CO2(g) ?H3 = -86.2kJ?mol-1

（1）反應(yīng)2CaSO4(s)+7CO(g) ? CaS(s)+ CaO(s)+6CO2(g)+ C(s) +SO2(g)

的?H＝__________（用?H1、?H2和?H3表示）

 

（2）反應(yīng)①－③的平衡常數(shù)的對數(shù)lgK隨反應(yīng)溫度T的變化曲線見圖18，結(jié)合各反應(yīng)的?H，回答下列問題。a）曲線中對應(yīng)反應(yīng)②的是_______（選填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。

歸納lgK-T曲線變化規(guī)律： b)_________ ________ 。

c)_____ ___ 。

（3）向盛有CaSO4的真空恒容密閉容器中充入初始濃度為C0 mol?L-1 的CO，反應(yīng)①于900℃

達(dá)到平衡，此時(shí)c平衡(CO)=8.0X10-5 mol?L-1。

d）用圖18中相應(yīng)的lgK的值計(jì)算CO的轉(zhuǎn)化率（忽略副反應(yīng)，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

e) c(CO)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖19所示。

若保持其他條件不變，請?jiān)诖痤}卡坐標(biāo)圖中分別畫出升高反應(yīng)溫度（高于900℃）和降低反應(yīng)溫度（低于900℃）c(CO)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線圖，并作相應(yīng)的標(biāo)注（忽略副反應(yīng)）。

 

Answer 1

（1）4?H1+?H2+2?H3（2分）（2）a）Ⅱ（2分）

b）當(dāng)?H>0時(shí)，lgK隨溫度升高而增大（1分），當(dāng)?H<0時(shí)，lgK隨溫度升高而減�。�1分）。其他合理答案也給分

c) 當(dāng)溫度同等變化時(shí)，?H的數(shù)值越大lgK的變化越大或?H的數(shù)值越大lgK受溫度的影響越大或放熱越多，lgK受溫度的影響越大（2分）。其他合理答案也給分

（3）d）α（CO）=99%（4分）e)

【解析】

試題分析：（1）①×4＋②＋③×2，整理可得：2CaSO4(s)+7CO(g) ? CaS(s)+ CaO(s)+6CO2(g)+ C(s) +SO2(g)

?H＝4?H1+?H2+2?H3；（2）a）由于溫度升高，曲線中l(wèi)gK隨溫度升高而增大，說明升高溫度，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，?H>0則對應(yīng)反應(yīng)②的是Ⅱ；歸納lgK-T曲線變化規(guī)律： b) 當(dāng)?H>0時(shí)，lgK隨溫度升高而增大（1分），當(dāng)?H<0時(shí)，lgK隨溫度升高而減�。�1分）。

c) 當(dāng)溫度同等變化時(shí)，?H的數(shù)值越大lgK的變化越大或?H的數(shù)值越大lgK受溫度的影響越大或放熱越多，lgK受溫度的影響越大（2分）。（3）d)

1/4CaSO4(s)+CO(g) 1/4CaS(s)+CO2(g)

初始濃度（mol/L） C0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） C0 — 8.0X10-5 C0 — 8.0X10-5

平衡濃度（mol/L） 8.0X10-5 C0 — 8.0X10-5 （1分）

K= c( CO2 )/ （c(CO)=100（1分），解得：C0=808×10-5（1分）所以α（CO）=99%（1分）

e)由于2CaSO4(s)+7CO(g) ? CaS(s)+ CaO(s)+6CO2(g)+ C(s) +SO2(g) ?H＝4?H1+?H2+2?H3=－151.1KJ/mol；

該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，根據(jù)平衡移動(dòng)原理：化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)反應(yīng)方向移動(dòng)，對該反應(yīng)來說，平衡逆向移動(dòng)，CO的濃度增大；降低溫度，平衡正向移動(dòng)，CO的濃度減小。所以畫出圖像表示為：。

考點(diǎn)：考查蓋斯定律的應(yīng)用、熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、溫度對物質(zhì)平衡濃度影響的圖像法表示的知識(shí)。