Question

【題目】鉬(Mo)是一種難熔稀有金屬，我國的鉬儲量居世界第二。鉬及其合金在冶金，農業、電器、化工、環保等方面有著廣泛的應用。

(1)已知：①2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s) ΔH1

②MoS2(s) +2O2(g)=Mo(s)+2SO2(g) ΔH2

③2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g) ΔH3

則ΔH3 =________________（用含ΔH1、ΔH2的代數式表示），在反應③中若有0.2mol MoS2參加反應，則轉移電子_______________mol。

(2)密閉容器中用Na2CO3(S)作固硫劑，同時用一定量氫氣還原輝鉬礦(MoS2)的原理是：MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s) +2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH，實驗測得平衡時的有關變化曲線如圖所示：

①由圖可知，該反應的ΔH_____0（填“>”或“<”）；P2__________0.1MPa（填“>”或“<”）。

②如果上述反應在體積不變的密閉容器中達平衡，下列說法錯誤的是______（選填編號）。

A.v正(H2)=v逆(H2O)

B.再加入MoS2，則H2轉化率增大

C.容器內氣體的密度不變時，一定達平衡狀態

D.容器內壓強不變時，一定達平衡狀態

③由圖可知M點時氫氣的平衡轉化率為________ （計算結果保留0.1%）。

④平衡常數可用平衡分壓代替平衡濃度計算，氣體分壓=氣體總壓×物質的量分數。求圖中M點的平衡常數Kp=________________________(MPa)2

Answer 1

【答案】ΔH1+2ΔH2 2.8 ＞ ＞ Ｂ 66.7% 0.01

【解析】

根據蓋斯定律、化合價變化、平衡移動原理、化學平衡狀態的特征進行相關的分析，要注意結合圖像中的信息。

(1)已知：①2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s)

②MoS2(s) +2O2(g)=Mo(s)+2SO2(g)

③2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g) ΔH3

①+②2可得③，由蓋斯定律可知，則ΔH3 =ΔH1+2ΔH2。在反應③中只有O2是氧化劑，O元素從0價降到-2價，電子轉移的數目為28e-，若有0.2mol MoS2參加反應，則轉移電子2.8mol。

(2)①由圖可知，在相同的壓強下，反應物氫氣的體積分數隨溫度的升高而減小，故該反應為吸熱反應，該反應的ΔH＞0；該反應為氣體分子數增大的反應，在相同溫度下，壓強越小，氫氣的轉化率越大，則氫氣的體積分數越小，故P2＞0.1MPa。

②A.v正(H2)=v逆(H2O)，能表示正反應速率和逆反應速率相等，A正確；

B.再加入MoS2不能改變其濃度，故不能使平衡發生移動，則H2轉化率不變，B不正確；

C.反應前后的氣體分子數不等，故當容器內氣體的密度不變時，一定達平衡狀態，C正確；

D. 反應前后的氣體分子數不等，容器內壓強不變時，一定達平衡狀態

綜上所述，說法錯誤的是B。

③由圖可知M點時氫氣的體積分數為25%，設氫氣的起始量為4mol，轉化率為α，則氫氫氣的變化量為4αmol，CO和H2O的變化量分別為2αmol和4αmol，三者的平衡量分別為（4-4α）mol、2αmol和4αmol，則有，解之得α=，故平衡轉化率為66.7%。

④平衡常數可用平衡分壓代替平衡濃度計算，氣體分壓=氣體總壓×物質的量分數。M點的壓強為0.1MPa，平衡混合物中，H2(g)、CO(g)、H2O(g)的體積分數分別為0.25、0.25、0.5，M點的平衡常數Kp=(MPa)2=0.01(MPa)2。