Question

煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO₂，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO₄的形式固定，從而降低SO₂的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會與CaSO₄發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低脫硫效率。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)    ΔH₁=218.4kJ·mol^-1(反應(yīng)Ⅰ)
CaSO₄(s)+4CO(g) CaS(s) + 4CO₂(g)    ΔH₂= -175.6kJ·mol^－1(反應(yīng)Ⅱ)
請回答下列問題：
（1）反應(yīng)Ⅰ能自發(fā)進行的條件是           。
（2）對于氣體參與的反應(yīng)，表示平衡常數(shù)K_p時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質(zhì)的量濃度c(B)，則反應(yīng)Ⅱ的K_p=       (用表達式表示)。
（3）假設(shè)某溫度下，反應(yīng)Ⅰ的速率(v₁)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v₂)，則下列反應(yīng)過程能量變化示意圖正確的是            。

（4）通過監(jiān)測反應(yīng)體系中氣體濃度的變化判斷反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ是否同時發(fā)生，理由是            。
（5）圖1為實驗測得不同溫度下反應(yīng)體系中CO初始體積百分數(shù)與平衡時固體產(chǎn)物中CaS質(zhì)量百分數(shù)的關(guān)系曲線。則降低該反應(yīng)體系中SO₂生成量的措施有        。
A．向該反應(yīng)體系中投入石灰石
B．在合適的溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應(yīng)溫度
C．提高CO的初始體積百分數(shù)
D．提高反應(yīng)體系的溫度
（6）恒溫恒容條件下，假設(shè)反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ同時發(fā)生，且v₁＞v₂，請在圖2中畫出反應(yīng)體系中c(SO₂)隨時間t變化的總趨勢圖。
  

Answer 1

（1）高溫
（2）
（3）C.
（4） 反應(yīng)I中生成有SO₂，監(jiān)測SO₂與CO₂的濃度增加量的比不為1:1，可確定發(fā)生兩個反應(yīng)。
（5）A、B、C
（6）

試題分析：（1）由△G=△H-T△S＜0時自發(fā)，△H＞0，則T要大，故選擇高溫。
（3）反應(yīng)Ⅰ吸熱，產(chǎn)物的能量高于反應(yīng)物，反應(yīng)Ⅱ放熱，產(chǎn)物的能量低于反應(yīng)物；反應(yīng)Ⅰ的速率(v₁)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v₂)，反應(yīng)I的活化能低。
（4） 反應(yīng)I中生成有SO₂，監(jiān)測SO₂與CO₂的濃度增加量的比即可確定是否發(fā)生兩個反應(yīng)。
（5）向該反應(yīng)體系中投入石灰石，產(chǎn)生CO₂，使反應(yīng)I逆向進行，可降低該反應(yīng)體系中SO₂生成量，A正確；在合適的溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應(yīng)溫度，圖中可以看出最低溫度的CaS的含量最高，故B正確、D錯誤；C．圖中可以看出，提高CO的初始體積百分數(shù)，可以提高CaS的含量，故正確。
（6） 反應(yīng)Ⅰ的速率(v₁)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v₂)，故SO₂增加的快，反應(yīng)達到平衡快；隨著反應(yīng)II的進行，CO₂的濃度不斷增大，使反應(yīng)I平衡逆向移動。_A為阿伏加德羅常數(shù)的值來表示微粒數(shù)目。