Question

化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO₂是大气中SO₂的主要来源。

(1)将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一，反应为C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)，该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。

若反应的逆反应速率与时间的关系如图所示：

①可见反应在t₁、t₃、t₇，时都达到了平衡，而t₂、t₈时都改变了一种条件，试判断t₂时改变的是什么条件：t₂时________________。

②若t₄时降压，t₆时增大反应物的浓度，请在图中画出t₄～t₆时逆反应速率与时间的关系线。

(2)碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应：________________。

②用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是________________。

Answer 1

解析：(1)固体不写入平衡常数表达式中。①观察图像可知t₂时逆反应速率突然增大，并且平衡逆向移动，所以改变的条件可能是增大压强或增大生成物浓度。该反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，而加入催化剂对平衡移动无影响，所以不可能是升高温度或使用催化剂。②若t₄时降压，正、逆反应速率突然减小，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率，在趋于平衡的过程中逆反应速率逐渐增大，平衡时与t₆时v(逆)相等。(2)①反应器中发生反应的化学方程式为I₂＋SO₂＋2H₂O===H₂SO₄＋2HI，改写成离子方程式即可。②该循环工艺的目的之一是制备氢气，而HI分解生成H₂与I₂(g)的反应是可逆反应，为了增大H₂的产率，使平衡正向移动，需要不断地分离出氢气。

答案：(1)c(CO)·c(H₂)/c(H₂O)(2分)

①增大压强或增大生成物浓度(2分)

②

(2)①SO₂＋I₂＋2H₂O===4H^＋＋SO＋2I^－(2分)

②降低生成物的浓度，使平衡正向移动(2分)