Question

用CaSO₄代替O₂與燃料CO反應(yīng)，既可提高燃燒效率，又能得到高純CO₂，是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù)，反應(yīng)①為主反應(yīng)，反應(yīng)②和③為副反應(yīng)．

①

1

4

CaSO₄（s）+CO（g）?CaS（s）+CO₂（g）△H₁=-47.3kJ?mol^-1
②CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+CO₂（g）+SO₂（g）△H₂=+210.5kJ?mol^-1
③CO（g）?

1

2

C（s）+

1

2

CO₂（g）△H₃=-86.2kJ?mol^-1
（1）反應(yīng)2CaSO₄（s）+7CO（g）?CaS（s）+CaO（s）+6CO₂（g）+C（s）+SO₂（g）的△H=

 

（用△H₁、△H₂和△H₃表示）
（2）反應(yīng)①-③的平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)lgK隨反應(yīng)溫度T的變化曲線見圖1，結(jié)合各反應(yīng)的△H，回答下列問題．a(chǎn)）曲線中對(duì)應(yīng)反應(yīng)②的是

 

（選填“Ⅰ”或“Ⅱ”）．
歸納lgK-T曲線變化規(guī)律：（b）

 

．（c）

 

．
（3）向盛有CaSO₄的真空恒容密閉容器中充入初始濃度為C₀ mol?L^-1 的CO，反應(yīng)①于900℃達(dá)到平衡，此時(shí)c_平衡（CO）=8.0×10^-5 mol?L^-1．
①用圖1中相應(yīng)的lgK的值計(jì)算CO的轉(zhuǎn)化率（忽略副反應(yīng)，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
②c（CO）隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖2所示．
若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡坐標(biāo)圖中分別畫出升高反應(yīng)溫度（高于900℃）和降低反應(yīng)溫度（低于900℃）c（CO）隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線圖，并作相應(yīng)的標(biāo)注（忽略副反應(yīng)）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

專題：

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律及題干中熱化學(xué)方程式計(jì)算出反應(yīng)2CaSO₄（s）+7CO（g）?CaS（s）+CaO（s）+6CO₂（g）+C（s）+SO₂（g）的△H；
（2）根據(jù)反應(yīng)①-③的平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)lgK隨反應(yīng)溫度T的變化曲線進(jìn)行判斷變化規(guī)律；
（3）根據(jù)圖象判斷900℃時(shí)反應(yīng)①的lgK=2，則平衡常數(shù)為10²，設(shè)出反應(yīng)前CO濃度為c，根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式列式計(jì)算，然后畫圖即可．

解答： 解：（1）根據(jù)蓋斯定律，①×4+②+③×2可得：2CaSO₄（s）+7CO（g）?CaS（s）+CaO（s）+6CO₂（g）+C（s）+SO₂（g）的△H=4△H₁+△H₂+2△H₃，
故答案為：4△H₁+△H₂+2△H₃；
（2）根據(jù)圖象曲線變化可知，反應(yīng)①、③為放熱反應(yīng)，隨著溫度的升高，平衡常數(shù)K逐漸減小，則lgK逐漸減小，而反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)K逐漸增大，則lgK逐漸增大，所以Ⅰ表示的為反應(yīng)③、Ⅱ曲線表示的為反應(yīng)②，變化規(guī)律為：當(dāng)△H＞0時(shí)，lgK隨溫度升高而增大，當(dāng)△H＜0時(shí)，lgK隨溫度升高而減�。桓鶕�(jù)反應(yīng)①和曲線Ⅰ（反應(yīng)③反應(yīng)）的反應(yīng)熱可知，當(dāng)溫度同等變化時(shí)，△H的數(shù)值越大lgK的變化越大，故答案為：（a）Ⅱ；（b）當(dāng)△H＞0時(shí)，lgK隨溫度升高而增大，當(dāng)△H＜0時(shí)，lgK隨溫度升高而減��；（c）當(dāng)溫度同等變化時(shí)，△H的數(shù)值越大lgK的變化越大；
（3）

1

4

CaSO₄（s）+CO（g）?

1

4

CaS（s）+CO₂（g）
初始濃度（mol/L）             C₀                 0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）          C₀-8.0×10^-5 C₀-8.0×10^-5
平衡濃度（mol/L）           8.0×10^-5 C₀-8.0×10^-5
K=

c(CO2)

c(CO)

=

c0-8.0×10-5

8.0×10-5

=100，解得：C₀=8.08×10^-5，所以α（CO）=99%，圖象如下：

，故答案為：99%；．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、熱化學(xué)方程式的書寫等知識(shí)，題目難度中等，試題題量較大，注意掌握化學(xué)平衡常數(shù)的概念及計(jì)算方法，明確熱化學(xué)方程式的書寫方法及蓋斯定律的含義及應(yīng)用．