10.
近年来对CO
2的有效控制及其高效利用德尔研究正引起全球广泛关注.据中国化工报报道,用CaSO
4代替O
2与燃料CO反应,既可以提高燃烧效率,又能得到高纯度CO
2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术.反应①为主反应,反应②和③为副反应.
①
CaSO
4(s)+CO(g)⇌
CaS(s)+CO
2(g)△H
1=-47.3kJ/mol
②CaSO
4(s)+CO(g)⇌CaO(s)+CO
2(g)+SO
2(g)△H
2=+210.5kJ/mol
③CO(g)⇌
C(s)+
CO
2(g)△H
3=-86.2kJ/mol
(1)反应2CaSO
4(s)+7CO(g)⇌CaS(s)+CaO(s)+C(s)+6CO
2(g)+SO
2(g)的△H=
(用△H
1△H
2△H
3表示).
(2)反应①~③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图1(反应①已标明).结合各反应的△H,归纳lgK~T曲线变化规律
(a)
______
;
(b)
______
.
(3)向盛有CaSO
4的真空恒容容器中充入CO,反应①于900°C达到平衡,c(CO)
平衡=8.0×10
-2mol•L
-1,计算CO的转化率(忽略副反应,结果保留2位有效数字)
______
.为减少副产物②,下列措施中可行的是
______
.(填编号).
A.控制适当温度,体系温度不宜过高 B.增大体系压强C.在初始燃料中加入适量CO
2 D.减少CaSO
4的用量
(4)一定条件下,在体积为2L的真空密闭容器中加入1molCaSO
4和1molCO,假设只发生反应②,测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如图2所示,图中A表示CO
2的平衡浓度与温度的关系曲线,B表示不同温度下反应经过相同时间时CO
2的物质的量浓度的变化曲线.
则:温度为T
5℃时,该反应耗时40s达到平衡,则T
5℃时,该反应的反应速率v(CO
2)为
______
.请说明随温度的升高,曲线B向曲线A逼近的原因:
______
.
(5)某温度下,2L的密闭容器中只发生反应①,已知某组实验c(CO
2)与反应时间t变化曲线.若在t
0时刻将容器的体积扩大至4L,请在图中绘出c(CO
2)与反应时间t变化曲线.