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(xué)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(yīng)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(yīng)I。設(shè)起始充入的n（COS）：n（H2）＝m，相同時間內(nèi)測得COS轉(zhuǎn)化率與m和溫度（T）的關(guān)系如圖所示。

①m1________m2（填＞、＜或＝）。

②溫度高于T0時，COS轉(zhuǎn)化率減小的可能原因為_________。

A．有副反應(yīng)發(fā)生。 B．反應(yīng)的△H增大。

C．催化劑活性降低。 D．逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)大于正反應(yīng)速率增大的倍數(shù)

（3）在恒溫、恒容密閉容器中．進行反應(yīng)I。下列說法中能說明反應(yīng)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(zhì)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(yīng)Ⅱ，5 min后反應(yīng)達到平衡，測得COS（g）的轉(zhuǎn)化率為60％。

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

②該溫度下，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。

③其他條件相同時，既能使上述反應(yīng)中COS的平衡轉(zhuǎn)化率增大，又能使反應(yīng)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(jù)蓋斯定律反應(yīng)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(zhuǎn)化率減小,所以m1<m2;答案: <。

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

(3) A.c(H2S) =c(CO) ,沒有指明反應(yīng)速率進行的方向,無法判定反應(yīng)已達到平衡狀態(tài),A錯誤; B.正(H2) =V逆(H2S) ,指明正逆反應(yīng)速率的方向,且滿足速率之比和系數(shù)成正比,可以判定反應(yīng)已達到平衡狀態(tài),B正確;C .反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)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(yīng)I已達到平衡狀態(tài),C錯誤;D .反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變,反應(yīng)前后氣體的總量也保持不變,根據(jù)M =m (總)/(總)可知,容器中混臺氣體平均摩爾質(zhì)量始終保持不變無法判定反應(yīng)已達到平衡狀態(tài),D錯誤;E.c( COS)保持不變,可以判定反應(yīng)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(yīng)從起始至5 min內(nèi)，用H2S濃度變化表示的平均反應(yīng)速度v（H2S）＝3mol/2L5min=0.3 mol/(Lmin);

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

③A.因為反應(yīng)前后體積不變,縮小容器容積,增大壓強,反應(yīng)速率加快,平衡不移動, COS的平衡轉(zhuǎn)化率不變錯誤;B .該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡左移,速率加快, COS的平衡轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率增大,速率減慢,錯誤;D.加入一定量H2O(g) ,平衡右移,反應(yīng)速率加快, COS的平衡轉(zhuǎn)化率增大,D正確;綜上所述,本題選D。