Question

【題目】燃煤會產(chǎn)生CO2、CO、SO2等大氣污染物。燃煤脫硫的相關(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 =+281.4kJ/mol (反應(yīng)Ⅰ)

1/4CaSO4(s)+CO(g) 1/4CaS(s) + CO2(g) ΔH2 = -43.6kJ/mol (反應(yīng)Ⅱ)

（1）計(jì)算反應(yīng)CaO(s) + 3CO(g ) + SO2(g) CaS(s) +3 CO2(g) ΔH=____________。

（2）一定溫度下，向某恒容密閉容器中加入CaSO4(s)和1molCO，若只發(fā)生反應(yīng)I，下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____________（填序號）

a．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化 b．υ正(CO)＝υ正(CO2)

c．容器內(nèi)氣體的密度不發(fā)生變化 d．n（CO）+n（CO2）=1mol

（3）一定溫度下，體積為1L容器中加入CaSO4(s)和1molCO，若只發(fā)生反應(yīng)II，測得CO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下圖中曲線A所示。

①在0~2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（CO）=____________。

②曲線B表示過程與曲線A相比改變的反應(yīng)條件可能為____________答出一條即可）。

③若要提高反應(yīng)體系中CO2的體積分?jǐn)?shù)，可采取的措施為__________________。

（4）一定溫度下，向恒容密閉容器中加入CaSO4(s)和1molCO，下列能說明反應(yīng)I和反應(yīng)II同時(shí)發(fā)生的是________________（填代號）。

a.反應(yīng)后氣體能使品紅褪色

b.反應(yīng)過程中，CO的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小

c.反應(yīng)體系達(dá)平衡前，SO2和CO2兩種氣體的濃度之比隨時(shí)間發(fā)生變化

d.體系壓強(qiáng)逐漸增大

（5）煙道氣中的SO2和CO2均是酸性氧化物，也可用氫氧化鈉溶液吸收。

已知：25℃時(shí)，碳酸和亞硫酸的電離平衡常數(shù)分別為：

碳酸 K1＝4.3×10-7 K2＝5.6×10－11

亞硫酸K1＝1.5×10－2 K2＝1.0×10－7

①下列事實(shí)中，不能比較碳酸與亞硫酸的酸性強(qiáng)弱的是__________（填標(biāo)號）。

a.25℃下，飽和碳酸溶液pH大于飽和亞硫酸溶液pH

b．25℃下，等濃度的NaHCO3溶液pH大于NaHSO3溶液

c．將SO2氣體通入NaHCO3溶液，逸出氣體通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁

d．將CO2氣體通入NaHSO3溶液，逸出氣體通入品紅溶液，品紅溶液不褪色

②25℃時(shí)，氫氧化鈉溶液吸收煙道氣，得到pH=6的吸收液，該溶液中c（SO32-）：c（HSO3-）=___________。

③H 2SO3溶液和NaHCO3溶液反應(yīng)的主要離子方程式為____________________________。

Answer 1

【答案】 -455.8kJ/mol ac 0.45mol/(Lmin) 加入催化劑（或增大壓強(qiáng)） 降低溫度 c ac 1：10 H 2SO3+HCO3-=H SO3-+CO2↑+H2O

【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律：反應(yīng)Ⅱ×4-反應(yīng)Ⅰ，整理可得：CaO(s) + 3CO(g ) + SO2(g) CaS(s) +3 CO2(g) ΔH=-455.8kJ/mol；正確答案：-455.8kJ/mol。

（2）反應(yīng)Ⅰ：CaSO4(s)+CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1 =+281.4kJ/mol；該反應(yīng)為反應(yīng)前后體積有變化的反應(yīng)，因此當(dāng)容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化時(shí)，可以判定反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，a正確；反應(yīng)速率之比和化學(xué)計(jì)量系數(shù)成正比，兩種物質(zhì)的反應(yīng)速率方向同向，不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，b錯誤；反應(yīng)后氣體的質(zhì)量增加，容器的體積不變，因此容器內(nèi)氣體的密度不發(fā)生變化，可以說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，c 正確； n（CO）+n（CO2）=1mol僅僅表示碳原子的總量守恒，不能判定反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，d錯誤；正確選項(xiàng)ac。

（3）①1/4CaSO4(s)+CO(g) 1/4CaS(s) + CO2(g) ΔH2 = -43.6kJ/mol (反應(yīng)Ⅱ)；根據(jù)圖像可知，反應(yīng)進(jìn)行到2min時(shí)，生成n（CO2）=0.9mol，根據(jù)方程式中物質(zhì)間的反應(yīng)關(guān)系可知，消耗n（CO）=0.9mol，在0~2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（CO）=0.9/1×2=0.45mol/(Lmin)；正確答案：0.45mol/(Lmin)。

②通過曲線變化可知，曲線B所用時(shí)間縮短，速率加快，但是平衡不發(fā)生移動，而該反應(yīng)為反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)，因此可以通過加入催化劑或增大壓強(qiáng)的方法均可實(shí)現(xiàn)上述變化；正確答案：加入催化劑（或增大壓強(qiáng)）。

③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡右移， CO2的體積分?jǐn)?shù)增大，而增大壓強(qiáng)，平衡不一定，CO2的體積分?jǐn)?shù)不變；正確答案：降低溫度。

（4）CaSO4(s)+CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1 =+281.4kJ/mol (反應(yīng)Ⅰ) ；1/4CaSO4(s)+CO(g) 1/4CaS(s) + CO2(g) ΔH2 = -43.6kJ/mol (反應(yīng)Ⅱ)；SO2能夠使品紅褪色，反應(yīng)后氣體能使品紅褪色，只能說明反應(yīng)Ⅰ發(fā)生，a錯誤；兩個(gè)反應(yīng)過程均消耗CO，反應(yīng)過程中，CO的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小，無法判定反應(yīng)I和反應(yīng)II是否同時(shí)發(fā)生，b錯誤；反應(yīng)Ⅰ中產(chǎn)生SO2與CO2為1:1，當(dāng)發(fā)生反應(yīng)II時(shí)，又有CO2氣體生成，因此反應(yīng)體系達(dá)平衡前，SO2和CO2兩種氣體的濃度之比隨時(shí)間發(fā)生變化，可以說明反應(yīng)I和反應(yīng)II同時(shí)發(fā)生，c正確；反應(yīng)I為氣體的量增加反應(yīng)，體系壓強(qiáng)逐漸增大，而反應(yīng)II氣體的量不發(fā)生變化，體系壓強(qiáng)不變，因此不能說明反應(yīng)I和反應(yīng)II同時(shí)發(fā)生，d錯誤；正確選項(xiàng)c。

（5）①二氧化硫和二氧化碳的溶解度不同,導(dǎo)致其飽和溶液濃度不同,即使其電離程度相等,其溶液的pH也不等,所以不能據(jù)此判斷酸性強(qiáng)弱,A正確；同溫下,等濃度的亞硫酸氫鈉和碳酸氫鈉溶液,碳酸氫鈉溶液的堿性強(qiáng),說明碳酸氫根離子水解程度大于亞硫酸氫根離子,則亞硫酸的酸性大于碳酸, b錯誤；二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁,加入的二氧化硫過量,所以不能確定哪種氣體使澄清石灰水變渾濁,則不能證明兩種酸的強(qiáng)弱, c正確；品紅溶液不褪色，說明沒有二氧化硫氣體產(chǎn)生，碳酸不能制備亞硫酸，從而說明亞硫酸酸性大于碳酸酸性，d錯誤；正確選項(xiàng)ac。

②氫氧化鈉溶液吸收煙道氣二氧化硫，生成亞硫酸鈉溶液，水解平衡常數(shù)為（HSO3-）×c(H+)/c（SO32-）=KW/K2,,已知pH=6的吸收液，c(H+)=10-6mol/L，c（SO32-）/c（HSO3-）= c(H+)×K2/ KW=10-6×1.0×10－7/10-14=10-1=1:10；正確答案：1:10。

③根據(jù)電離平衡常數(shù)可知酸性：H 2SO3>H 2CO3> H SO3-> HCO3-，所以H 2SO3溶液和NaHCO3溶液反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉和二氧化碳?xì)怏w，離子方程式為H 2SO3+HCO3-=H SO3-+CO2↑+H2O；正確答案：H 2SO3+HCO3-=H SO3-+CO2↑+H2O。