Question

【題目】CS2是一種常見溶劑，還可用于生產(chǎn)人造粘膠纖維等。回答下列問題：

(1)CS2與酸性KMnO4溶液反應(yīng)，產(chǎn)物為CO2和硫酸鹽，該反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為 _______(MnO4-被還原為Mn2+)

(2)甲烷硫磺法制取CS2的反應(yīng)為CH4(g)+2S2(g)CS2(g)+2H2S(g) △H。

① 在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)時(shí)，能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填字母)

A.v正(S2)=2v逆(CS2)

B.容器內(nèi)氣體的密度不再隨時(shí)間變化

C.容器內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化

D.單位時(shí)間內(nèi)斷裂C-H鍵數(shù)目與斷裂H—S鍵數(shù)目相等

②已知下列鍵能數(shù)據(jù)：

共價(jià)鍵	C—H	S=S	C=S	H—S
律能/kJmol-1	411	425	573	363

該反應(yīng)的△H _______kJmol-1

(3)在一密閉容器中，起始時(shí)向該容器中充入H2S和CH4且n(H2S):n(CH4)=2:1，發(fā)生反應(yīng)：CH4(g) +2H2S(g)CS2(g) + 4H2(g)。0.1MPa時(shí)，溫度變化對平衡時(shí)產(chǎn)物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的影響如圖所示：

①該反應(yīng)△H _______(填“>”或“<”)0。

②M點(diǎn)，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為_______，為提高H2S的平衡轉(zhuǎn)化率，除改變溫度外，還可采取的措施是_______(列舉一條)。

③N點(diǎn)，平衡分壓p(CS2)=_______MPa，對應(yīng)溫度下，該反應(yīng)的KP =_______(MPa)2。(KP為以分壓表示的平衡常數(shù))

Answer 1

【答案】5:16 AD -104 ＞ 20% 減小起始時(shí) 9.1×10-3 6.6×10-4

【解析】

(1)CS2中C為+4價(jià)，S為-2價(jià)，所以與高錳酸鉀反應(yīng)時(shí)，變價(jià)元素分別是S和Mn，通過升降價(jià)守恒計(jì)算可得，還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比為；

(2)①A．當(dāng)v正(S2)=2v逆(CS2)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，所以能證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)正確；

B．反應(yīng)，全為氣體參與，且在恒溫恒容條件下反應(yīng)，根據(jù)公式ρ=，可知?dú)怏w密度恒定，所以密度不變不一定平衡，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C．反應(yīng)氣體總物質(zhì)的量恒定，由公式可知，體系內(nèi)壓強(qiáng)恒定，所以壓強(qiáng)不變不一定平衡，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D．當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)斷裂C-H鍵數(shù)目與斷裂H—S鍵數(shù)目相等時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)一定處于平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確；

答案選AD。

②由鍵能計(jì)算焓變的公式為ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，所以代入數(shù)據(jù)計(jì)算后該反應(yīng)的ΔH=-104kJ/mol；

(3)①根據(jù)圖像，隨著溫度升高，反應(yīng)物H2S的量逐漸下降，所以反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以ΔH＞0；

②M點(diǎn)時(shí)，CH4與H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等，列三段式：

，所以有1-a=4a，a=0.2，那么H2S的轉(zhuǎn)化率為；為提高硫化氫轉(zhuǎn)化率，從平衡移動(dòng)的角度分析還可以加壓或者增加CH4的進(jìn)料提高CH4與H2S的比例；

③N點(diǎn)時(shí)，硫化氫與氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同，列三段式：

，所以2-2a=4a，a=，即N點(diǎn)時(shí)二硫化碳的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為：，所以；通過三段式可知，，所以。