Question

【題目】廢氣中的H2S通過高溫熱分解可制取氫氣：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)。現在3L密閉容器中，控制不同溫度進行H2S分解實驗。

（1）某溫度時，測得反應體系中有氣體1.3lmol，反應1 min后，測得氣體為l.37mol,則tmin 內H2的生成速率為___________。

（2）某溫度時，H2S的轉化率達到最大值的依據是_____________(選填編號)。

a．氣體的壓強不發生變化 b．氣體的密度不發生變化

c．不發生變化 d．單位時間里分解的H2S和生成的H2一樣多

（3）實驗結果如下圖。圖中曲線a表示H2S的平衡轉化率與溫度關系，曲線b表示不同溫度下、反應經過相同時間且未達到化學平衡時H2S的轉化率。該反應為_____反應（填“放熱”或“吸熱”）。曲線b隨溫度的升高，向曲線a通近的原因是_________。在容器體積不變的情況下，如果要提高H2的體積分數，可采取的一種措施是________。

（4）使1LH2S與20L空氣（空氣中O2體積分數為0.2）完全反應后恢復到室溫，混合氣體的體積是______L 。若2gH2S完全燃燒后生成二氧化硫和水蒸氣，同時放出29.4 kJ的熱量，該反應的熱化學方程式是__________________。

Answer 1

【答案】 0.04/t mol/(L·min) a、c 吸熱 隨著溫度升高，反應速率加快，達到平衡所需要的時間變短 升高反應溫度，及時分離S2氣體等（任寫一條，合理即可） 19.5 2H2S(g)+3O2(g)→2SO2(g)+2H2O(g)+999.6kJ

【解析】（1）根據方程式可知每生成2mol氫氣，氣體減少1L。溫度時，測得反應體系中有氣體1.3lmol，反應1 min后，測得氣體為l.37mol，氣體減少0.06mol，所以生成氫氣是0.12mol，濃度是0.04mol/L，則tmin 內H2的生成速率為0.04/t mol/(L·min)。（2）某溫度時，H2S的轉化率達到最大值，說明達到平衡狀態，a．正反應體積增加，則氣體的壓強不發生變化說明達到平衡狀態，a正確；b．密度是混合氣體的質量和容器容積的比值，質量和容積均不變，因此氣體的密度不發生變化不能說明達到平衡狀態，b錯誤；c．表示平衡常數，因此能說明達到平衡狀態，c正確；d．單位時間里分解的H2S和生成的H2一樣多均表示正逆反應速率，不能說明達到平衡狀態，d錯誤，答案選ac；（3）根據圖像可知升高溫度轉化率增大，說明升高溫度平衡向正反應方向進行，因此該反應為吸熱反應。由于隨著溫度升高，反應速率加快，達到平衡所需要的時間變短，所以曲線b隨溫度的升高，向曲線a靠近。正反應是體積增大、吸熱的可逆反應，因此在容器體積不變的情況下，如果要提高H2的體積分數，可采取的措施是升高反應溫度，及時分離S2氣體等。（4）20L空氣中氧氣的體積是20L×0.2=4L，氧氣和H2S反應的方程式為2H2S+3O2→2SO2+2H2O，這說明氧氣過量，剩余氧氣是4L－1.5L＝2.5L；生成SO2是1L，則完全反應后恢復到室溫，混合氣體的體積是16L＋2.5L＋1L＝19.5L。若2gH2S完全燃燒后生成二氧化硫和水蒸氣，同時放出29.4 kJ的熱量，則2molH2S完全反應放出的熱量是，因此該反應的熱化學方程式是 2H2S(g)+3O2(g)→2SO2(g)+2H2O(g)+999.6kJ。