Question

（14分）I．已知：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH

一定溫度下，在1.0 L密閉容器中放入1 mol C（s）、1 mol H2O(g)進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p)的數(shù)據(jù)見下表：

時(shí)間t/h	0	1	2	4	8	16	20	25	30
總壓強(qiáng)p/100 kPa	4.56	5.14	5.87	6.30	7.24	8.16	8.18	8.20	8.20

回答下列問題：

（1）下列哪些選項(xiàng)可以說明該可逆反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài) 。

A．混合氣體的密度不再發(fā)生改變 B．消耗1 mol H2O（g）的同時(shí)生成1 mol H2

C．ΔH不變 D．v正(CO) = v逆(H2)

（2）由總壓強(qiáng)P和起始?jí)簭?qiáng)P0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n總，n總＝____ mol；由表中數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，反應(yīng)物H2O(g)的轉(zhuǎn)化率α =_____（精確到小數(shù)點(diǎn)后第二位）。

Ⅱ．硫單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。

（1）已知25℃時(shí)：xSO2 (g)＋2xCO(g)＝2xCO2 (g)＋Sx (s) ΔH＝ax kJ/mol ①

2xCOS(g)＋xSO2 (g)＝2xCO2 (g)＋3Sx (s) ΔH＝bx kJ/mol。 ②

則反應(yīng)COS(g)生成CO(g)、Sx (s)的熱化學(xué)方程式是 。

（2）向等物質(zhì)的量濃度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸至過量。其中H2S、HS?、S2?的分布分?jǐn)?shù)（平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù)）與滴加鹽酸體積的關(guān)系如圖所示（忽略滴加過程H2S氣體的逸出）。試分析：

①B曲線代表 分?jǐn)?shù)變化(用微粒符號(hào)表示)；滴加過程中，溶液中一定成立：

c(Na+)=   。

②M點(diǎn)，溶液中主要涉及的離子方程式 。

 

 

Answer 1

（14分，每空2分））

I．（1）AD （2）P/P0 79.82%（或0.80）

II．（1）xCOS(g) = xCO(g)+ Sx(s) ΔH=0.5(bx－ax)kJ/mol

（2）①HS－ c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS－)+c(S2－)]（由物料守恒得出）

或c(Na+)= c(Cl－)+c(OH－)+c(HS－)+2c(S2－)－c(H+)（由電荷守恒得出）

②M：2S2－+3H+=HS－+H2S

【解析】

試題分析：I.（1）因?yàn)樵摲磻?yīng)中有固體參與，所以氣體的質(zhì)量一直變化，而容器的體積不變，所以當(dāng)混合氣體的密度不再發(fā)生改變時(shí)，證明已達(dá)平衡狀態(tài)，正確；B、消耗1 mol H2O（g）的同時(shí)生成1 mol H2

都是正反應(yīng)方向，不能證明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；C、反應(yīng)方程式固定，則反應(yīng)的ΔH固定，所以不能判斷化學(xué)平衡狀態(tài)是否到達(dá)，錯(cuò)誤；D、CO和H2的物質(zhì)的量之比是1:1，所以v正(CO) = v逆(H2)時(shí)符合正逆反應(yīng)速率相等，說明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，正確，答案選AD；

（2）開始時(shí)氣體的物質(zhì)的量為1mol，根據(jù)恒溫恒容條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于氣體的壓強(qiáng)之比得n總＝P/P0mol，由表中數(shù)據(jù)可知平衡時(shí)的壓強(qiáng)為8.20（100Kpa），開始的壓強(qiáng)為4.56（100Kpa），設(shè)消耗水蒸氣的物質(zhì)的量為xmol，則平衡時(shí)H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物質(zhì)的量（mol）分別為1-x、x、x，根據(jù)n總＝P/P0mol，得1-x+x+x=8.20/4.56，解得x=0.7982，所以反應(yīng)物H2O(g)的轉(zhuǎn)化率α =79.82%；

II.（1）根據(jù)蓋斯定律得目標(biāo)方程式=（②-①）/2，所以所求熱化學(xué)方程式為xCOS(g) = xCO(g)+ Sx(s) ΔH=0.5(bx－ax)kJ/mol；

（2）①向等物質(zhì)的量濃度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸至過量，鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和水，再與硫化鈉反應(yīng)生成硫氫化鈉，此時(shí)溶液中S2?的含量逐漸減小，HS?的含量逐漸增大，繼續(xù)滴加鹽酸，則HS?與氫離子結(jié)合生成硫化氫，則溶液中H2S的含量逐漸增大，HS?的含量逐漸減小，所以A、B、C分別代表S2? 、HS?、H2S的分?jǐn)?shù)變化。B曲線代表、HS?的分?jǐn)?shù)變化；根據(jù)物料守恒，Na元素的濃度是S元素濃度的3倍，可得滴加過程中，溶液中一定成立的是c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS－)+c(S2－)]；滴加的過程中溶液中始終存在Na+ 、Cl－、HS－、S2－、OH－、H+，根據(jù)電荷守恒可得c(Na+)= c(Cl－)+c(OH－)+c(HS－)+2c(S2－)－c(H+)；

②M點(diǎn)表示HS－與S2－分?jǐn)?shù)相等，所以溶液中發(fā)生的總的離子方程式為2S2－+3H+=HS－+H2S

考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷及計(jì)算，蓋斯定律的應(yīng)用，混合溶液的離子判斷及計(jì)算