Question

【題目】CS2是一種常見溶劑，還可用于生產人造粘膠纖維等。回答下列問題：

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

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

① 在恒溫恒容密閉容器中進行該反應時，能說明該反應已達到平衡狀態的是_______(填字母)

A.v正(S2)=2v逆(CS2)

B.容器內氣體的密度不再隨時間變化

C.容器內氣體的總壓強不再隨時間變化

D.單位時間內斷裂C-H鍵數目與斷裂H—S鍵數目相等

②已知下列鍵能數據：

共價鍵	C—H	S=S	C=S	H—S
律能/kJmol-1	411	425	573	363

該反應的△H _______kJmol-1

(3)在一密閉容器中，起始時向該容器中充入H2S和CH4且n(H2S):n(CH4)=2:1，發生反應：CH4(g) +2H2S(g)CS2(g) + 4H2(g)。0.1MPa時，溫度變化對平衡時產物的物質的量分數的影響如圖所示：

①該反應△H _______(填“>”或“<”)0。

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

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

Answer 1

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

【解析】

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

(2)①A．當v正(S2)=2v逆(CS2)時，正逆反應速率相等，所以能證明反應達到平衡狀態，A項正確；

B．反應，全為氣體參與，且在恒溫恒容條件下反應，根據公式ρ=，可知氣體密度恒定，所以密度不變不一定平衡，B項錯誤；

C．反應氣體總物質的量恒定，由公式可知，體系內壓強恒定，所以壓強不變不一定平衡，C項錯誤；

D．當單位時間內斷裂C-H鍵數目與斷裂H—S鍵數目相等時，正逆反應速率相等，反應一定處于平衡狀態，D項正確；

答案選AD。

②由鍵能計算焓變的公式為ΔH=反應物總鍵能-生成物總鍵能，所以代入數據計算后該反應的ΔH=-104kJ/mol；

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

②M點時，CH4與H2的物質的量分數相等，列三段式：

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

③N點時，硫化氫與氫氣的物質的量分數相同，列三段式：

，所以2-2a=4a，a=，即N點時二硫化碳的物質的量分數為：，所以；通過三段式可知，，所以。