Question

(8分).處理含CO、SO₂煙道氣污染的一種方法，是將其在催化劑作用下轉化為單質S(g)。發生反應為：

(1)已知：CO(g)+O₂(g)=CO₂(g) △H=-283.0kJ·mol^—1
S(g)+O₂(g)=SO₂(g) △H=" -" 296.0 kJ·mol^—1
試寫出利用上述方法處理煙道氣的熱化學方程式                   
(2)在容積為2L的密閉容器中，充入4molCO和2molSO₂，在一定條件下發生反應2CO(g)+SO₂(g)S(g)+2CO₂(g)，CO₂的物質的量分數隨時間的變化如圖所示，則：

①0-2min內的平均反應速率v(CO)=         。
②該溫度下，上述反應的平衡常數K=          (填數值)。
③2min后改變下列條件能使上述反應的反應速率增大，且平衡向正向移動的是       
a.選用更高效的催化劑  b.升高溫度  c.及時分離出二氧化碳  d.增加SO₂的濃度

Answer 1

(1)2CO(g)＋SO₂(g)S(g)＋2CO₂(g)  △H=－270kJ·mol^－1
(2) ①0.75 mol·L^—1 ·min^—1②27 ③d

（1）①×2－②可得，2CO(g)＋SO₂(g)S(g)＋2CO₂(g)  △H=－270kJ·mol^－1
（2）由圖像可得出，2min時，CO₂在混合氣體中的物質的量分數為50%，故：
反應為：2CO(g)+SO₂(g)S(g)+2CO₂(g)
開始n：  4       2         0     0
△n：     2x     x         x      2x
2min n： 4—2x   2—x       x     2x
即：50%，x=1.5mol （可逆反應兩邊氣體系數相等）
①v(CO)==0.75 mol·L^—1 ·min^—1
②K==27
③催化劑不能影響平衡移動，排除a；升溫平衡左移，排除b；分離出CO₂，反應速率將減小，減除；增加SO₂的濃度平衡正向移動，反應速率加快，故選擇d