Question

【題目】羰基硫（COS）是全球硫循環(huán)的重要中間體，也是有機合成中的重要原料，是化學工作者重要的研究對象。已知：

Ⅰ．COS（g）＋H2（g）H2S（g）＋CO（g） △Hl＝－17kJ／mol；

Ⅱ．COS（g）＋H2O（g）H2S（g）＋CO2（g） △H2＝－35kJ／mol。

回答下列問題：

（1）反應CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）的△H＝________。

（2）在充有催化劑的恒壓密閉容器中進行反應I。設起始充入的n（COS）：n（H2）＝m，相同時間內測得COS轉化率與m和溫度（T）的關系如圖所示。

①m1________m2（填＞、＜或＝）。

②溫度高于T0時，COS轉化率減小的可能原因為_________。

A．有副反應發(fā)生。 B．反應的△H增大。

C．催化劑活性降低。 D．逆反應速率增大的倍數大于正反應速率增大的倍數

（3）在恒溫、恒容密閉容器中．進行反應I。下列說法中能說明反應I已達到平衡狀態(tài)的是____。

A．c（H2S）＝c（CO） B．v正（H2）＝v逆（H2S）

C．容器中氣體密度保持不變 D．容器中混合氣體平均摩爾質量保持不變

E．c（COS）保持不變

（4）某溫度下，向體積為2 L的恒容密閉容器中通入5 mol COS（g）和5 molH2O（g），發(fā)生反應Ⅱ，5 min后反應達到平衡，測得COS（g）的轉化率為60％。

①反應從起始至5 min內，用H2S濃度變化表示的平均反應速度v（H2S）＝________。

②該溫度下，上述反應的平衡常數K＝________。

③其他條件相同時，既能使上述反應中COS的平衡轉化率增大，又能使反應速率加快的做法是________。

A．縮小容器容積 B．升高溫度

C．分離出硫化氫 D．加入一定量H2O（g）

Answer 1

【答案】-18 kJ／mol ＜ ACD BE 0.3mol/(Lmin) 2.25 D

【解析】

（1）根據蓋斯定律反應Ⅱ-Ⅰ：CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）的△H＝－35kJ／mol-（－17kJ／mol）=-18 kJ／mol ；答案：-18 kJ／mol。

(2)①相同條件下, n(COS )/ n(H2)減小, COS轉化率減小,所以m1<m2;答案: <。

②To前,升高溫度,正反應速率加快, COS轉化率增大;溫度高于To時,催化劑的活性降低,發(fā)生副反應,逆反應速率增大的倍數大于正反應速率增大的倍數,都有可能導致COS轉化率減小,焓變與溫度無關,綜上所述,本題答案是: ACD。

(3) A.c(H2S) =c(CO) ,沒有指明反應速率進行的方向,無法判定反應已達到平衡狀態(tài),A錯誤; B.正(H2) =V逆(H2S) ,指明正逆反應速率的方向,且滿足速率之比和系數成正比,可以判定反應已達到平衡狀態(tài),B正確;C .反應前后氣體的總質量不變,容器的體積不變,所以容器中氣體密度始終保持不變,無法判定反應I已達到平衡狀態(tài),C錯誤;D .反應前后氣體的總質量不變,反應前后氣體的總量也保持不變,根據M =m (總)/(總)可知,容器中混臺氣體平均摩爾質量始終保持不變無法判定反應已達到平衡狀態(tài),D錯誤;E.c( COS)保持不變,可以判定反應已達到平衡狀態(tài),正確;綜上所述,本題選BE。

(4) COS(g) +H2O(g)= = H2S(g) +CO2(g)

起始量(mol) 5 5 0 0

變化量(mol) 560%=3 560%3 3 3

5min后量(mol) 2 2 3 3

①反應從起始至5 min內，用H2S濃度變化表示的平均反應速度v（H2S）＝3mol/2L5min=0.3 mol/(Lmin);

②該溫度下的平衡常數K＝c(H2S)c(CO2)/c(COS )c(H2O )=1.51.5/11=2.25。

③A.因為反應前后體積不變,縮小容器容積,增大壓強,反應速率加快,平衡不移動, COS的平衡轉化率不變錯誤;B .該反應為放熱反應,升高溫度,平衡左移,速率加快, COS的平衡轉化率減小，B錯誤;C.分離出硫化氫,減小生成物濃度,平衡右移, COS的平衡轉化率增大,速率減慢,錯誤;D.加入一定量H2O(g) ,平衡右移,反應速率加快, COS的平衡轉化率增大,D正確;綜上所述,本題選D。