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)進行反應,反應時間(t)與容器內氣體總壓強(p)的數據見下表：

時間t/h	0	1	2	4	8	16	20	25	30
總壓強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）下列哪些選項可以說明該可逆反應已達平衡狀態      。
A．混合氣體的密度不再發生改變      B．消耗1 mol H₂O（g）的同時生成1 mol H₂
C．ΔH不變                         D．v_正(CO) = v_逆(H₂)
（2）由總壓強P和起始壓強P₀表示反應體系的總物質的量n_總，n_總＝____ mol；由表中數據計算反應達平衡時，反應物H₂O(g)的轉化率α =_____（精確到小數點后第二位）。
Ⅱ．硫單質及其化合物在工農業生產中有著重要的應用。
（1）已知25℃時：xSO₂ (g)＋2xCO(g)＝2xCO₂ (g)＋S_x (s)     ΔH＝ax kJ/mol     ①
2xCOS(g)＋xSO₂ (g)＝2xCO₂ (g)＋3S_x (s)   ΔH＝bx kJ/mol。    ②
則反應COS(g)生成CO(g)、S_x (s)的熱化學方程式是                            。
（2）向等物質的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸至過量。其中H₂S、HS^?、S^2?的分布分數（平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數）與滴加鹽酸體積的關系如圖所示（忽略滴加過程H₂S氣體的逸出）。試分析：

①B曲線代表      分數變化(用微粒符號表示)；滴加過程中，溶液中一定成立：
c(Na⁺)=                               。
②M點，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)+" S_x(s)  ΔH=0.5(bx－ax)kJ/mol
（2）①HS^－    c(Na⁺)=3[c(H₂S)+c(HS^－)+c(S^2－)]（由物料守恒得出）
或c(Na⁺)= c(Cl^－)+c(OH^－)+c(HS^－)+2c(S^2－)－c(H⁺)（由電荷守恒得出）
②M：2S^2－+3H⁺=HS^－+H₂S

試題分析：I.（1）因為該反應中有固體參與，所以氣體的質量一直變化，而容器的體積不變，所以當混合氣體的密度不再發生改變時，證明已達平衡狀態，正確；B、消耗1 mol H₂O（g）的同時生成1 mol H₂
都是正反應方向，不能證明反應達平衡狀態，錯誤；C、反應方程式固定，則反應的ΔH固定，所以不能判斷化學平衡狀態是否到達，錯誤；D、CO和H₂的物質的量之比是1:1，所以v_正(CO) = v_逆(H₂)時符合正逆反應速率相等，說明反應達平衡狀態，正確，答案選AD；
（2）開始時氣體的物質的量為1mol，根據恒溫恒容條件下，氣體的物質的量之比等于氣體的壓強之比得n_總＝P/P₀mol，由表中數據可知平衡時的壓強為8.20（100Kpa），開始的壓強為4.56（100Kpa），設消耗水蒸氣的物質的量為xmol，則平衡時H₂O(g)、CO(g)、H₂(g)的物質的量（mol）分別為1-x、x、x，根據n_總＝P/P₀mol，得1-x+x+x=8.20/4.56，解得x=0.7982，所以反應物H₂O(g)的轉化率α =79.82%；
II.（1）根據蓋斯定律得目標方程式=（②-①）/2，所以所求熱化學方程式為xCOS(g) =" xCO(g)+" S_x(s)  ΔH=0.5(bx－ax)kJ/mol；
（2）①向等物質的量濃度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生成氯化鈉和水，再與硫化鈉反應生成硫氫化鈉，此時溶液中S^2?的含量逐漸減小，HS^?的含量逐漸增大，繼續滴加鹽酸，則HS^?與氫離子結合生成硫化氫，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S^2? 、HS^?、H₂S的分數變化。B曲線代表、HS^?的分數變化；根據物料守恒，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(S^2－)]；滴加的過程中溶液中始終存在Na⁺、Cl^－、HS^－、S^2－、OH^－、H⁺，根據電荷守恒可得c(Na⁺)= c(Cl^－)+c(OH^－)+c(HS^－)+2c(S^2－)－c(H⁺)；
②M點表示HS^－與S^2－分數相等，所以溶液中發生的總的離子方程式為2S^2－+3H⁺=HS^－+H₂S