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  烟气中含有SO2等大量有害的物质,烟气除硫的方法有多种,其中石灰石法烟气除硫工艺的主要反应如下:Ⅰ.CaCO3(s)⇌CO2(g)+CaO(s)△H=+178.2kJ/molⅡ.SO2(g)+CaO(s)⇌CaSO3(s)△H=-402kJ

  烟气中含有SO2等大量有害的物质,烟气除硫的方法有多种,其中石灰石法烟气除硫工艺的主要反应如下:

  Ⅰ.CaCO3(s)⇌CO2(g)+CaO(s)△H=+178.2kJ/mol

  Ⅱ.SO2(g)+CaO(s)⇌CaSO3(s)△H=-402kJ/mol

  Ⅲ.2CaSO3(s)+O2(g)+4H2O(I)⇌2[CaSO4•2H2O](s)△H=-234.2kJ/mol

  (1)试写出由石灰石、二氧化硫、氧气和水反应生成生石膏的热化学方程式___.

  (2)反应Ⅱ为烟气除硫的关键,取相同用量的反应物在3种不同的容器中进行该反应,A容器保持恒温恒压,B容器保持恒温恒容,C容器保持恒容绝热,且初始时3个容器的容积和温度均相同,下列说法正确的是___

  a.3个容器中SO2的转化率的大小顺序:aA>aB>aC

  b.当A容器内气体的平均摩尔质量不变时,说明反应处于化学平衡状态

  c.A、B两个容器达到平衡所用的时间:tA>tB

  d.当C容器内平衡常数不变时,说明该反应处于化学平衡状态

  (3)依据上述反应Ⅱ来除硫,将一定量的烟气压缩到一个20L的容器中,测得不同温度下,容器内SO2的质量(mg)如下表

  0 2040 60 80 100120 T1 2100 1052 540 199 8.7 0.06 0.06 T22100 869 242x x x x ①在T1温度下,计算20-40min内SO2的反应速率___mol/(L•min).

  ②若其它条件都相同,则T1___T2(填“>”、“<”或“=”,下同);x___0.06.

  ③在T2温度下,若平衡后将容器的容积压缩为10L,则新平衡时SO2的浓度___原平衡时SO2的浓度(填“>”、“<”或“=”),理由是___.

1回答
2020-04-24 22:22
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范燕

  (1)石灰石、二氧化硫、氧气和水反应生成生石膏的反应为2CaCO3(s)+O2(g)+2SO2(g)+4H2O(l)⇌2[CaSO4.2H2O](s)+2CO2(g),根据盖斯定律,该反应等于①×2+②×2+③,计算△H=+178.2×2+(-402)×2+(-234.2)=-681.8kJ/mol,故答案为:2CaCO3(s)+O2(g)+2SO2(g)+4H2O(l)⇌2[CaSO4.2H2O](s)+2CO2(g)△H=-681.8kJ/mol;

  (2)a、对于A容器,该反应是一个气体体积缩小的反应,随着反应进行气体体积减小,但要保持恒压,必须压缩体积,相当与增大压强,二氧化硫的转化率增大,B容器为恒容,随着反应的进行,气体体积缩小,二氧化硫转化率相对A要小,C容器恒温绝热,该反应为放热反应,温度升高,速率加快,平衡逆向移动,相对B二氧化硫的转化率会小,故a正确;

  b、气体质量和物质的量均在发生改变,平均摩尔质量不是变量,不能判断平衡,故b错误;

  c、A容器压强比B大,故反应速率快,达到平衡所需的时间A比B短,故C错误;

  d、平衡常数只是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,平衡,故d正确;

  故答案为:ad;

  (3)①在T1温度下,计算20-40min内SO2的反应速率v(SO2)=[(1052-540)×10-3]÷64÷20÷20=2×10-5mol/(L•min),故答案为:2×10-5;

  ②因为该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,二氧化硫的含量增大,结合表格数据,T2时的含量比T1时低,若其它条件都相同,则T1<T2;根据数据的递变规律,x>0.06,故答案为:<;>;

  ③在T2温度下,若平衡后将容器的容积压缩为10L,则新平衡时SO2的浓度等于原平衡时SO2的浓度,因为该反应的平衡常数表达式为k=1c(SO

2020-04-24 22:25:58

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