7·3化学平衡常数 化学反应进行的方向作业

(3)没有

c?CO2?·c?H2?0.1×0.1此时＝＝0.012 3<0.32 >

c?CO?·c?H2O?0.9×0.913．(2014·浙江理综，27)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以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，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：

CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)

－

ΔH1＝＋218.4 kJ·mol1(反应Ⅰ) CaSO4(s)＋4CO(g) CaS(s)＋4CO2(g)

－1

ΔH2＝－175.6 kJ·mol(反应Ⅱ) 请回答下列问题：

(1)反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是____________。 (2)对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量的浓度c(B)，则反应Ⅱ的Kp＝________(用表达式表示)。

(3)假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是________。

(4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生，理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(5)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有________。

A．向该反应体系中投入石灰石

B．在合适的温度区间内控制较低的反应温度 C．提高CO的初始体积百分数 D．提高反应体系的温度

(6)恒温恒容条件下，假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，且v1>v2，请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。

解析： (1)反应Ⅰ的ΔH>0，ΔS>0，高温时反应能自发进行。(2)依题给信息，可得反应Ⅱ的Kp4

p?CO2?＝4。(3)反应Ⅰ速率较快，说明该反应活化能较低，结合反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ放热，可判断Cp?CO?

图正确。(4)若反应体系中c(CO2)＝c(SO2)，则只发生反应Ⅰ；若反应体系中c(SO2)＝0，则只发生反应Ⅱ；若反应体系中c(CO2)>c(SO2)且c(SO2)≠0，则反应Ⅰ、Ⅱ同时发生。(5)向反应体系中投入石灰石，因CaCO3＋SO2=====CaSO3＋CO2，也会减少SO2的产生，A正确；在合适温度区间内降低反应温度，反应Ⅰ逆向进行，SO2的量减小，B正确，D错误；CO体积分数增大，由图1知CaS质量分数增大，c(CO2)增大，反应Ⅰ逆向进行，SO2的量减少，故C正确。(6)因反应Ⅰ速率快，c(SO2)先增大快，随着反应Ⅱ的进行，使c(CO2)增大，反应Ⅰ逆向进行，c(SO2)减小，当反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡时，c(SO2)不再发生变化。

答案： (1)高温 p4?CO2?(2)4 p?CO?(3)C

(4)如果气相中SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化，则表明两个反应同时发生 (5)A、B、C (6)

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