Question

【題目】(1)以石灰石為原料通過(guò)系列反應(yīng)將硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：CaSO4 (s)+CO (g) CaO(s)+SO2 (g)+CO2 (g) △H1= +218.4kJ·mol－1(反應(yīng)Ⅰ)，CaSO4 (s) +4CO (g) CaS(s) +4CO2(g)△H2=﹣175.6kJ·mol－1 (反應(yīng)Ⅱ)，結(jié)合反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ?qū)懗?/span>CaSO4 (s)與CaS (s) 反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式_______。

(2)NO2、SO2氣體混合存在氧化物間的相互轉(zhuǎn)化平衡：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)，某活動(dòng)小組對(duì)此反應(yīng)進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)

	實(shí)驗(yàn)內(nèi)容	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①	將充有NO2、SO2氣體的密閉燒瓶放入熱水中	氣體紅棕色加深，一段時(shí)間后顏色不再變化	△H___0 (填＞、＜或＝)
②	在針筒中抽入5mL NO2和5mL SO2氣體，封閉針筒前端，充分反應(yīng)后，將活塞迅速推至5mL處	氣體紅棕色加深并保持不變	平衡____(填向左、向右或不)移動(dòng)
③	在充有NO2、SO2混合氣體的恒容容器中，達(dá)平衡后繼續(xù)通入SO2氣體	_____	平衡向右移動(dòng)，SO2的轉(zhuǎn)化率____(填增大、減小或不變)

(3)工業(yè)上用活性炭還原法處理NO，有關(guān)反應(yīng)為：C(s) +2NO(g)N2(g) +CO2(g)。為了提高NO的轉(zhuǎn)化率，下列的措施可行的是___。

A．再加入一定量的碳 B．增大壓強(qiáng) C．用堿液吸收氣體 D．使用催化劑

Answer 1

【答案】3CaSO4(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2(g) △H= +1049.2kJmol﹣1 < 不 氣體紅棕色變淺 減小 C

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律，將已知的兩個(gè)熱化學(xué)方程式疊加，就可以得到待求反應(yīng)的反應(yīng)熱；

(2)①混合氣體中只有NO2是紅棕色氣體，其余氣體無(wú)色，根據(jù)加熱氣體顏色變深判斷溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響；

②根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響判斷平衡移動(dòng)方向；

③根據(jù)濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響分析判斷。

(3)根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)、平衡移動(dòng)及物質(zhì)轉(zhuǎn)化率的概念分析判斷。

(1)(I) CaSO4 (s)+CO(g)CaO(s)+SO2 (g)+CO2 (g) △H1= +218.4kJ·mol－1，

(Ⅱ)CaSO4 (s) +4CO (g)CaS(s) +4CO2(g) △H2=﹣175.6kJ·mol－1，

由于反應(yīng)熱與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)，只與物質(zhì)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，所以根據(jù)蓋斯定律，將(I)×4-(II)，整理可得：CaSO4 (s)+ CaS(s)4CaO(s)+4SO2(g) △H= +1049.2kJmol﹣1；

(2)將充有NO2、SO2氣體的密閉燒瓶放入熱水中，發(fā)生反應(yīng)：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，氣體紅棕色加深，一段時(shí)間后顏色不再變化，說(shuō)明升高溫度，NO2(g)濃度增大，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)。根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。逆反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以△H<0；

②減小反應(yīng)容器的容積，氣體的濃度增大，由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，所以增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)；

③在充有NO2、SO2混合氣體的恒容容器中發(fā)生反應(yīng)：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)，達(dá)平衡后繼續(xù)通入SO2氣體，SO2氣體濃度增大，根據(jù)平衡移動(dòng)原理：增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，會(huì)反應(yīng)消耗NO2氣體，導(dǎo)致NO2(g)濃度降低，因此會(huì)看到平衡后氣體顏色變淺，即氣體的紅棕色變淺；由于加入使SO2增大的濃度遠(yuǎn)大于SO2反應(yīng)消耗的濃度，所以SO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低；

(3) A.由于C是固體，不能是化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，所以再加入一定量的碳，對(duì)NO的轉(zhuǎn)化率無(wú)影響，A不符合題意；

B.該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)化學(xué)平衡不移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率不變，B不符合題意；

C.在平衡混合物中，只有CO2可以與堿溶液反應(yīng)，若用堿液吸收氣體，CO2(g)的濃度降低，平衡正向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率增大，C符合題意；

D.使用催化劑，可以加快反應(yīng)速率，但對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無(wú)影響，因此不能提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率，D不符合題意；

故合理選項(xiàng)是C。