Question

【題目】CO2(g)與H2S(g)在高溫的反應(yīng)為CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g)，在620K時將0.1mol的CO2(g)與0.4molH2S加入體積為2.5L的空鋼瓶中，平衡后H2O(g)的體積分數(shù)為0.03，將溫度降至610K重復上述實驗，平衡后H2O(g)的體積分數(shù)為0.02。

（1）下列可判斷反應(yīng)達到平衡的是_____________。

a.v正(H2S)=v正(COS) b.容器內(nèi)壓強不再變化

c.c(H2S)/c(COS)不再變化 d. v正(H2S)=v逆(COS)

（2）620K時H2S的平衡轉(zhuǎn)化率a=_______%，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=____________；

（3）該反應(yīng)的ΔH _____0。（填“>”、“<”或“=”）。

（4）一定可以提高平衡體系中H2O的體積分數(shù)，又能加快反應(yīng)速率的措施是_____________。

a.減少COS的濃度 b.增大H2S濃度 c.加入催化劑 d.增大壓強 e.升溫

（5）610K時平衡后，t時刻往鋼瓶中充入不參與反應(yīng)的氣體并保持壓強不變而使體積加倍，請畫出從t時刻后一段時間內(nèi)的速率時間圖像。_______________

Answer 1

【答案】 cd 3.75 > e

【解析】（1）a項，v正(H2S)=v正(COS)，逆反應(yīng)速率未知，不知道正逆反應(yīng)速率是否相等，不能判斷反應(yīng)是否達到平衡，故a錯誤；b項，該反應(yīng)在恒容容器中進行，且為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，所以容器內(nèi)壓強始終不變，不能通過壓強判斷反應(yīng)是否達到平衡，故b錯誤；該反應(yīng)只要沒有達到平衡，反應(yīng)物和生成物的濃度就會發(fā)生變化，c(H2S)/c(COS)就會變化，當c(H2S)/c(COS)不再變化時說明反應(yīng)已經(jīng)達到平衡，故c正確；d項，用不同物質(zhì)表示的速率數(shù)值之比等化學計量數(shù)之比，所以v正(H2S)=v正(COS)，又因為v正(H2S)=v逆(COS)，所以正(COS)=v逆(COS)，反應(yīng)達到平衡，故d正確。

（2）由化學方程式可得，該反應(yīng)氣體的物質(zhì)的量不變，在620K時將0.1mol的CO2(g)與0.4molH2S加入體積為2.5L的空鋼瓶中，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為a，則平衡后反應(yīng)的H2S為0.4a，生成的H2O(g)為0.4a，氣體總物質(zhì)的量仍為0.1mol+0.4mol=0.5mol，因為平衡后H2O(g)的體積分數(shù)為0.03(體積分數(shù)等于物質(zhì)的量分數(shù))，所以0.4a÷0.5=0.03，解得：a=0.0375=3.75%。因為化學平衡常數(shù)表示各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積與各反應(yīng)物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積的比值，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=。

（3）因為將溫度降至610K重復上述實驗，平衡后H2O(g)的體積分數(shù)為0.02<0.03，所以降溫不利于平衡正向移動，故該反應(yīng)的正向為吸熱反應(yīng)，ΔH>0。

（4）a.減少COS的濃度，平衡右移，能提高H2O的體積分數(shù)，但反應(yīng)速率減慢，故a錯誤；b.增大H2S濃度，化學反應(yīng)速率加快，平衡右移，H2O的物質(zhì)的量增大，但總物質(zhì)的量也增大，因此不一定能提高平衡體系中H2O的體積分數(shù)，故b錯誤；c.加入催化劑能加快反應(yīng)速率，但平衡不移動，不能提高平衡體系中H2O的體積分數(shù)，故c錯誤；d.增大壓強，不一定能提高平衡體系中H2O的體積分數(shù)，也不一定能加快反應(yīng)速率，例如：充入稀有氣體使壓強增大，不改變反應(yīng)速率和化學平衡狀態(tài)，故d錯誤；e.升溫，化學反應(yīng)速率加快，因為該反應(yīng)正向吸熱，所以平衡正向移動，提高了平衡體系中H2O的體積分數(shù)，故e正確。

（5）由化學方程式可得，該反應(yīng)氣體分子數(shù)不變，充入不參與反應(yīng)的氣體并保持壓強不變而使體積加倍，則化學反應(yīng)速率減慢，平衡不移動，因此速率時間圖像為：。