Question

【題目】煤的潔凈技術（包括固硫技術和脫硫技術兩類）可有效降低燃煤廢氣中SO2的含量，已成為我國解決環境問題的主導技術之一。通過加入固硫劑，將硫元素以固體形式留在煤燃燒的殘渣中。石灰石是常用的固硫劑，固硫過程中涉及的部分反應如下：

①CaCO3(s)CaO(s) + CO2(g) △H1= +178.30kJ/mol

②CaO(s) + SO2(g) + 0.5O2(g)CaSO4(s) △H2= -501.92 kJ/mol

③CO(g) + 0.5O2(g) CO2(g) △H3

④CaSO4(s) + CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) △H4= +218.92kJ/mol

（1）溫度升高，反應①的化學平衡常數________（填“增大”“減小”或“不變”）。

（2）△H3=________kJ/mol。

（3）在煤燃燒過程中常鼓入稍過量的空氣以提高固硫率（燃燒殘渣中硫元素的質量占燃煤中硫元素總質量的百分比），結合反應②、③、④分析其原因：________。

Answer 1

【答案】增大 -283 鼓入稍過量的空氣，增大了反應體系中氧氣的濃度，使反應②平衡正向移動，有利于固硫；同時，氧氣濃度增大也會使反應③平衡正向移動，降低CO濃度，增大CO2濃度，使反應④平衡逆向移動，（或其他合理分析）有利于固硫

【解析】

（1）反應①正反應吸熱，溫度升高，平衡正向移動；

（2）根據蓋斯定律計算△H3；

（3）根據增大氧氣濃度后，平衡移動方向分析。

（1）反應①正反應吸熱，溫度升高，平衡正向移動，化學平衡常數增大；

（2）②CaO(s) + SO2(g) + 0.5O2(g)CaSO4(s) △H2= -501.92 kJ/mol

③CO(g) + 0.5O2(g) CO2(g) △H3

④CaSO4(s) + CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) △H4= +218.92kJ/mol

根據蓋斯定律④+②得CO(g) + 0.5O2(g) CO2(g) △H3=+218.92kJ/mol-501.92 kJ/mol=-283 kJ/mol；

（3）鼓入稍過量的空氣，增大了反應體系中氧氣的濃度，使反應②平衡正向移動，有利于固硫；同時，氧氣濃度增大也會使反應③平衡正向移動，降低CO濃度，增大CO2濃度，使反應④平衡逆向移動，有利于固硫。