Question

【題目】為減少煤炭燃燒過程 SO2 的排放，可采用固硫技術(shù)把 SO2 轉(zhuǎn)化為 CaSO4的形式固定。已知：

CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) △H1＝+218.4 kJ/mol (Ⅰ)

CaSO4(s)＋4CO(g) CaS(s)＋4CO2(g)， △H2＝－175.6 kJ/mol (Ⅱ)

2CO(g)＋O22CO2(g) △H3＝－566.0 kJ/mol (III)

（1）寫出用 CaO(s)固硫轉(zhuǎn)化為 CaSO4(s)的熱化學(xué)方程式____________。

（2）煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的 CO 與 CaSO4 反應(yīng)， 降低脫硫效率。研究表明，在相同溫度溫度下，反應(yīng)Ⅰ的速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)Ⅱ的速率，請說明理由__________；在同一個圖中畫出反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)過程與能量變化示意圖。_____________

（3）下列措施有助于反應(yīng)（I）向逆反應(yīng)方向移動的是__________。

A．升高溫度 B．鼓入一定量 CO2 C．鼓入一定量 O2 D．加入負(fù)催化劑

（4）用 NaOH 溶液吸收足量的 SO2得到 NaHSO3 溶液， 以 Pt 為電極電解 NaHSO3溶液可制得硫酸。 請寫出陽極的電極反應(yīng)式________________。

Answer 1

【答案】 2CaO(s)＋2SO2(g)＋O2(g) 2CaSO4(s) △H3＝－1002.8 kJ/mol 反應(yīng)Ⅰ的活化能遠(yuǎn)小于反應(yīng)Ⅱ的活化能 BC HSO3- - 2e- +H2O=SO42-+ 3H+

【解析】（1）已知：CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) △H1＝+218.4 kJ/mol (Ⅰ)； 2CO(g)＋O22CO2(g) △H3＝－566.0 kJ/mol (III)。由蓋斯定律可知，(III)- (Ⅰ) 可得到用 CaO(s)固硫轉(zhuǎn)化為 CaSO4(s)的熱化學(xué)方程式：2CaO(s)＋2SO2(g)＋O2(g) 2CaSO4(s) △H3＝－1002.8 kJ/mol。

（2）煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的 CO 與 CaSO4 反應(yīng)， 降低脫硫效率。研究表明，在相同溫度溫度下，反應(yīng)Ⅰ的速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)Ⅱ的速率，說明反應(yīng)Ⅰ的活化分子百分?jǐn)?shù)較高，其原因是：反應(yīng)Ⅰ的活化能遠(yuǎn)小于反應(yīng)Ⅱ的活化能；反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng)、反應(yīng)Ⅱ為放熱反應(yīng)，反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)過程與能量變化示意圖如下：

（3）反應(yīng)Ⅰ為氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)。下列措施A．升高溫度，平衡右移；B．鼓入一定量 CO2 ，增大生成物濃度，平衡逆向移動；C．鼓入一定量 O2 有利于CO轉(zhuǎn)化為CO2，平衡逆向移動；D．加入負(fù)催化劑，只能減小反應(yīng)速率，平衡不移動。綜上所述，有助于反應(yīng)（I）向逆反應(yīng)方向移動的是BC。

（4）用 NaOH 溶液吸收足量的 SO2得到 NaHSO3 溶液，以 Pt 為電極電解 NaHSO3溶液可制得硫酸。由題意知，陽極上HSO3- 失去電子被氧化為SO42-，電極反應(yīng)式HSO3- - 2e- +H2O=SO42-+ 3H+。