Question

【題目】(1)以石灰石為原料通過系列反應將硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。相關反應的熱化學方程式如下：CaSO4 (s)+CO (g) CaO(s)+SO2 (g)+CO2 (g) △H1= +218.4kJ·mol－1(反應Ⅰ)，CaSO4 (s) +4CO (g) CaS(s) +4CO2(g)△H2=﹣175.6kJ·mol－1 (反應Ⅱ)，結合反應Ⅰ、Ⅱ寫出CaSO4 (s)與CaS (s) 反應的熱化學反應方程式_______。

(2)NO2、SO2氣體混合存在氧化物間的相互轉化平衡：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)，某活動小組對此反應進行研究實驗

	實驗內容	實驗現象	結論
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
③	在充有NO2、SO2混合氣體的恒容容器中，達平衡后繼續通入SO2氣體	_____	平衡向右移動，SO2的轉化率____(填增大、減小或不變)

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

A．再加入一定量的碳 B．增大壓強 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)根據蓋斯定律，將已知的兩個熱化學方程式疊加，就可以得到待求反應的反應熱；

(2)①混合氣體中只有NO2是紅棕色氣體，其余氣體無色，根據加熱氣體顏色變深判斷溫度對化學平衡移動的影響；

②根據壓強對化學平衡移動的影響判斷平衡移動方向；

③根據濃度對化學平衡移動的影響分析判斷。

(3)根據反應物的狀態、平衡移動及物質轉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，

由于反應熱與反應途徑無關，只與物質的始態和終態有關，所以根據蓋斯定律，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，發生反應：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)，當反應達到平衡后，氣體紅棕色加深，一段時間后顏色不再變化，說明升高溫度，NO2(g)濃度增大，升高溫度，平衡逆向移動。根據平衡移動原理：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動。逆反應方向為吸熱反應，則該反應的正反應為放熱反應，所以△H<0；

②減小反應容器的容積，氣體的濃度增大，由于該反應是反應前后氣體體積不變的反應，所以增大壓強，化學平衡不發生移動；

③在充有NO2、SO2混合氣體的恒容容器中發生反應：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)，達平衡后繼續通入SO2氣體，SO2氣體濃度增大，根據平衡移動原理：增大反應物的濃度，化學平衡向正反應方向移動，會反應消耗NO2氣體，導致NO2(g)濃度降低，因此會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增大的濃度遠大于SO2反應消耗的濃度，所以SO2的平衡轉化率降低；

(3) A.由于C是固體，不能是化學平衡發生移動，所以再加入一定量的碳，對NO的轉化率無影響，A不符合題意；

B.該反應是反應前后氣體體積的反應，增大壓強化學平衡不移動，NO的轉化率不變，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，若用堿液吸收氣體，CO2(g)的濃度降低，平衡正向移動，NO的轉化率增大，C符合題意；

D.使用催化劑，可以加快反應速率，但對化學平衡移動無影響，因此不能提高NO的平衡轉化率，D不符合題意；

故合理選項是C。