Question

【題目】Ⅰ．一定條件下，在體積為5 L的密閉容器中，A、B、C三種氣體的物質的量n(mol)隨時間t(min)的變化如圖1所示。已知達平衡后，降低溫度，A的體積分數將減小。

(1)該反應的化學方程式為____________________________。

(2)該反應的反應速率v隨時間t的關系如上圖2所示：

①根據上圖判斷，在t3時刻改變的外界條件是______________。

②a、b、c三點中，C的體積分數最大的是________。

③各階段的平衡常數如下表所示：

t2～t3	t4～t5	t5～t6
K1	K2	K3

K1、K2、K3之間的大小關系為________(用“>”、“<”或“＝”連接)。

Ⅱ．在密閉容器中充入一定量的H2S，發生反應2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g)　ΔH，如圖所示為H2S氣體分解生成H2(g)和S2(g)的平衡轉化率與溫度、壓強的關系。

(1)△H_________ (填“>”“<”或“ = ”)0。

(2)圖中壓強(p1、p2、p3)的大小順序為________________。

(3)圖中M點的平衡常數Kp =_______MPa(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數)

(4)如果想進一步提高H2S的轉化率，除改變溫度、壓強外，還可以采取的措施有___________________。

Answer 1

【答案】A + 2B 2C 升高溫度 a K1 > K2 = K3 ＞ p3＞p2＞p1 1 及時分離出產物

【解析】

Ⅰ．(1)根據3min達到平衡時A、B、C的物質的量變化判斷反應物、生成物，然后根據物質的量變化與化學計量數成正比寫出反應的化學方程式；

(2)①t3時正逆反應速率同時增大，且逆反應速率大于正反應速率，說明平衡向著逆向移動，據此進行判斷改變的反應條件；

②根據a、b、c三點A的轉化率判斷產物C的體積分數大小；

③化學平衡常數與溫度有關，溫度越高，平衡向著逆向移動，該反應的平衡常數減小；

Ⅱ．(1)恒壓條件下，溫度升高，H2S的轉化率升高；

(2) 依據化學平衡移動原理可知壓強增大平衡向氣體體積減小的方向進行；

(3) 結合化學平衡三行計算列式計算平衡物質的物質的量，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數；

(4) 如果想進一步提高H2S的轉化率，除改變溫度、壓強外，可以減少生成物濃度促進平衡正向進行，提高硫化氫的轉化率。

Ⅰ．(1)根據圖象可知，達到平衡時A的物質的量減小了：1mol-0.7mol=0.3mol，B的物質的量減小為：1mol-0.4mol=0.6mol，C的物質的量增加，增加的物質的量為：0.6mol，所以A、B、C的物質的量變化之比為：0.3mol：0.6mol：0.6mol=1：2：3，該反應的化學方程式為：A+2B2C；

(2)①根據圖象可知：t3時正逆反應速率同時增大，且逆反應速率大于正反應速率，說明平衡向著逆向移動，若增大壓強，平衡向著正向移動，由于該反應為放熱反應，升高溫度后平衡向著逆向移動，所以t3時升高了溫度；

②根據圖象變化可知，在t1～t2時反應向著正向移動，A轉化率逐漸增大，直至t2～t3時反應達到平衡狀態，A轉化率達到最大；而t3～t4時升高了溫度，平衡向著逆向移動，A的轉化率逐漸減小，直至t4～t5時A的轉化率達到最低；而t5～t6時正逆反應速率同時增大且相等，說明平衡沒有移動，A的轉化率不變，與t4～t5時相等，所以A的轉化率最大的時間段是：t2～t3，A的轉化率最大時C的體積分數最大，此時間段為t2～t3，即為a點；

③反應A+2B2C △H＜0，溫度升高平衡向著逆反應方向移動，化學平衡常數減小，所以溫度越高，化學平衡常數越小；t2～t3、t3～t4、t4～t5時間段的溫度關系為：t3～t4=t4～t5＞t2～t3，所以化學平衡常數大小關系為：K1＞K2=K3。

Ⅱ． (1) 恒壓條件下，溫度升高，H2S的轉化率升高，即升高溫度平衡正向移動，則△H＞ 0；

(2) 2H2S(g)2H2(g)+S2(g)　△H=+169.8kJmol-1，反應是氣體體積增大的反應，溫度不變，壓強增大平衡逆向進行，H2S的轉化率減小，則壓強關系為：P1＜P2＜P3；

(3) M點的H2S轉化率為50%，總壓為5MPa，設H2S起始量為2mol，

Kp==1；

(4) 如果想進一步提高H2S的轉化率，除改變溫度、壓強外，可以減少生成物濃度促進平衡正向進行，提高硫化氫的轉化率，采取的措施有及時分離出產物。