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)

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 SO ₂ 是大气中 SO ₂ 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) ＋ H ₂ O(g) CO(g) ＋ H ₂ (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 t ₁ 、 t ₃ 、 t ₇ ，时都达到了平衡，而 t ₂ 、 t ₈ 时都改变了一种条件，试判断 t ₂ 时改变的是什么条件： t ₂ 时 ________________ 。

② 若 t ₄ 时降压， t ₆ 时增大反应物的浓度，请在图中画出 t ₄ ～ t ₆ 时逆反应速率与时间的关系线。

(2) 碘循环工艺不仅能吸收 SO ₂ 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 H ₂ 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 t ₂ 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 t ₄ 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 t ₆ 时 v ( 逆 ) 相等。 (2) ① 反应器中发生反应的化学方程式为 I ₂ ＋ SO ₂ ＋ 2H ₂ O == =H ₂ SO ₄ ＋ 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 H ₂ 与 I ₂ (g) 的反应是可逆反应，为了增大 H ₂ 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 (H ₂ )/ c (H ₂ O)(2 分 )

① 增大压强或增大生成物浓度 (2 分 )

②

(2) ① SO ₂ ＋ I ₂ ＋ 2H ₂ O == =4H ^＋ ＋ SO ＋ 2I ^－ (2 分 )

② 降低生成物的浓度，使平衡正向移动 (2 分 )