Question

【題目】NOx、CO、SO2等大氣污染氣體的處理和利用是世界各國研究的熱點問題。

（1）已知：

I.

II. 2NO（g）＋O2（g） 2NO2（g） ΔH1

2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g） ΔH2 =－196.6 kJ·mol-1

① ΔH1 =________________kJ·mol-1。

② 寫出NO2氣體與SO2氣體反應生成SO3氣體和NO氣體的熱化學方程式________。

（2）煤炭燃燒過程中釋放出大量的SO2，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。燃燒過程中加入石灰石可以把硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放，該反應的化學方程式是______。

（3）煤炭燃燒過程中產生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應，降低了脫硫效率。發(fā)生的兩個相關反應的熱化學方程式如下：

反應Ⅰ：CaSO4（s）＋CO（g）CaO（s）＋SO2（g）＋CO2（g） ΔH1＝+218.4 kJ·mol-1

反應Ⅱ：CaSO4（s）＋4CO（g）CaS（s）＋4CO2（g） ΔH2＝-175.6 kJ·mol-1

資料：①反應Ⅰ和反應Ⅱ同時發(fā)生 ②反應Ⅰ的速率大于反應Ⅱ的速率

請回答下列問題：

① 下列反應過程能量變化示意圖正確的是_______________。

② 圖1為實驗測得不同溫度下反應體系中CO初始體積百分數與平衡時固體產物中CaS質量百分數的關系曲線。則降低該反應體系中SO2生成量的措施有_________（填字母）。

A. 向該反應體系中投入石灰石

B. 在合適的溫度區(qū)間內控制較低的反應溫度

C. 提高CO的初始體積百分數

D. 提高反應體系的溫度

③ 圖2表示恒溫恒容條件下反應體系中c（SO2）隨時間t變化的總趨勢圖。請從化學反應原理的角度解釋c（SO2）先增加后降低的原因_______。

Answer 1

【答案】 －113 NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g） ΔH=－41.8 kJ·mol-1 2CaCO3＋2SO2＋O2=2CaSO4＋2CO2 C A B C 因為＞，反應Ⅰ較快，先生成大量的SO2，所以SO2濃度先增大；隨著反應時間的增長，因為反應Ⅱ的限度大（平衡向正向進行的程度大），消耗CO，使反應Ⅰ的CO濃度降低，反應Ⅰ平衡逆向移動，SO2濃度減小

【解析】（1）①反應熱=反應物斷鍵吸收能量減去生成物成鍵放出能量，據此進行計算。

②根據蓋斯定律進行計算。

（2）亞硫酸鈣能夠被氧氣氧化為硫酸鈣。

（3）①由圖像可知，反應Ⅰ吸熱，反應Ⅱ放熱。則反應Ⅰ中反應物的總能量低于生成物的總能量，反應Ⅱ中反應物的總能量高于生成物的總能量，反應Ⅰ的速率（）大于反應Ⅱ的速率（），說明反應Ⅰ的活化能低于反應Ⅱ的活化能，據此分析。

②降低二氧化硫的生成量，反應向左進行。

③反應Ⅰ較快，先生成大量的SO2，隨著反應時間的增長，因為反應Ⅱ的限度大（平衡向正向進行的程度大），消耗CO，使反應Ⅰ的CO濃度降低，反應Ⅰ平衡逆向移動，SO2濃度減小。

（1）①反應熱=反應物斷鍵吸收能量減去生成物成鍵放出能量，ΔH1=2×630+498-2×935.5=－113 kJ·mol-1 ；正確答案：－113。

②已知反應①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH＝196.6 kJ·mol–1，②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH＝113.0 kJ·mol–1，則根據蓋斯定律可知（①－②）÷2即得到反應NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)，所以該反應的反應熱△H＝(196.6 kJ/mol＋113.0 kJ/mol)÷2＝－41.8kJ/mol；正確答案：NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g） ΔH=－41.8 kJ·mol-1 。

（2）碳酸鈣與二氧化硫反應生成亞硫酸酸鈣和二氧化碳，亞硫酸鈣被氧氣氧化為硫酸鈣，該反應的化學方程式是：2CaCO3＋2SO2＋O2=2CaSO4＋2CO2 ；正確答案：2CaCO3＋2SO2＋O2=2CaSO4＋2CO2 。

（3）①由熱化學方程式可知，反應Ⅰ吸熱，反應Ⅱ放熱。則反應Ⅰ中反應物的總能量低于生成物的總能量，反應Ⅱ中反應物的總能量高于生成物的總能量，因此A、D項錯誤。又已知反應Ⅰ的速率（）大于反應Ⅱ的速率（），說明反應Ⅰ的活化能低于反應Ⅱ的活化能，則B錯誤，C正確；正確選項C。

②石灰石在高溫下會分解生成二氧化碳和碳化鈣，由于二氧化碳的生成，使反應I平衡左移，從而降低二氧化硫生成量，也可以理解為降低二氧化硫生成量，即升高硫化鈣質量分數，由圖分析可得，可采取的措施有在合適的溫度區(qū)間內控制較低的反應溫度以及提高一氧化碳百分數；A B C均正確；正確選項A B C。

③從圖像可出c（SO2）先增加后降低，原因是：因為＞，反應Ⅰ較快，先生成大量的SO2，所以SO2濃度先增大；隨著反應時間的增長，因為反應Ⅱ的限度大（平衡向正向進行的程度大），消耗CO，使反應Ⅰ的CO濃度降低，反應Ⅰ平衡逆向移動，SO2濃度減小；正確答案：因為＞，反應Ⅰ較快，先生成大量的SO2，所以SO2濃度先增大；隨著反應時間的增長，因為反應Ⅱ的限度大（平衡向正向進行的程度大），消耗CO，使反應Ⅰ的CO濃度降低，反應Ⅰ平衡逆向移動，SO2濃度減小。