问题 问答题

(14分)I.已知:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)  ΔH

一定温度下,在1.0 L密闭容器中放入1 mol C(s)、1 mol H2O(g)进行反应,反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:

时间t/h0124816202530
总压强p/100 kPa4.565.145.876.307.248.168.188.208.20
回答下列问题:

(1)下列哪些选项可以说明该可逆反应已达平衡状态      

A.混合气体的密度不再发生改变      B.消耗1 mol H2O(g)的同时生成1 mol H2

C.ΔH不变                         D.v(CO) = v(H2)

(2)由总压强P和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n,n=____ mol;由表中数据计算反应达平衡时,反应物H2O(g)的转化率α =_____(精确到小数点后第二位)。

Ⅱ.硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。

(1)已知25℃时: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

则反应COS(g)生成CO(g)、Sx (s)的热化学方程式是                            

(2)向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中H2S、HS、S2的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与滴加盐酸体积的关系如图所示(忽略滴加过程H2S气体的逸出)。试分析:

①B曲线代表      分数变化(用微粒符号表示);滴加过程中,溶液中一定成立:

c(Na+)=                               

②M点,溶液中主要涉及的离子方程式                             

答案

(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+)(由电荷守恒得出)

②M:2S2+3H+=HS+H2S

题目分析:I.(1)因为该反应中有固体参与,所以气体的质量一直变化,而容器的体积不变,所以当混合气体的密度不再发生改变时,证明已达平衡状态,正确;B、消耗1 mol H2O(g)的同时生成1 mol H2

都是正反应方向,不能证明反应达平衡状态,错误;C、反应方程式固定,则反应的ΔH固定,所以不能判断化学平衡状态是否到达,错误;D、CO和H2的物质的量之比是1:1,所以v(CO) = v(H2)时符合正逆反应速率相等,说明反应达平衡状态,正确,答案选AD;

(2)开始时气体的物质的量为1mol,根据恒温恒容条件下,气体的物质的量之比等于气体的压强之比得n=P/P0mol,由表中数据可知平衡时的压强为8.20(100Kpa),开始的压强为4.56(100Kpa),设消耗水蒸气的物质的量为xmol,则平衡时H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物质的量(mol)分别为1-x、x、x,根据n=P/P0mol,得1-x+x+x=8.20/4.56,解得x=0.7982,所以反应物H2O(g)的转化率α =79.82%;

II.(1)根据盖斯定律得目标方程式=(②-①)/2,所以所求热化学方程式为xCOS(g) =" xCO(g)+" Sx(s)  ΔH=0.5(bx-ax)kJ/mol;

(2)①向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量,盐酸先与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,再与硫化钠反应生成硫氢化钠,此时溶液中S2的含量逐渐减小,HS的含量逐渐增大,继续滴加盐酸,则HS与氢离子结合生成硫化氢,则溶液中H2S的含量逐渐增大,HS的含量逐渐减小,所以A、B、C分别代表S2 、HS、H2S的分数变化。B曲线代表、HS的分数变化;根据物料守恒,Na元素的浓度是S元素浓度的3倍,可得滴加过程中,溶液中一定成立的是c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS)+c(S2)];滴加的过程中溶液中始终存在Na+、Cl、HS、S2、OH、H+,根据电荷守恒可得c(Na+)= c(Cl)+c(OH)+c(HS)+2c(S2)-c(H+);

②M点表示HS与S2分数相等,所以溶液中发生的总的离子方程式为2S2+3H+=HS+H2S

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