Question

【題目】羰基硫（COS）是全球硫循環的重要中間體，也是有機合成中的重要原料，是化學工作者重要的研究對象。已知：

Ⅰ．COS（g）＋H2（g）H2S（g）＋CO（g） △Hl＝－17kJ／mol；

Ⅱ．COS（g）＋H2O（g）H2S（g）＋CO2（g） △H2＝－35kJ／mol。

回答下列問題：

(1)反應CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）的△H＝________。

(2)在充有催化劑的恒壓密閉容器中進行反應I。設起始充入的n（H2）：n（COS）＝m，相同時間內測得COS轉化率與m和溫度（T）的關系如圖所示。

①m1________m2（填＞、＜或＝）。

②溫度高于T0時，COS轉化率減小的可能原因為_________。

A．有副反應發生。

B．反應的△H增大。

C．催化劑活性降低。

D．逆反應速率增大的倍數小于正反應速率增大的倍數

(3)在恒溫、恒容密閉容器中．進行反應I。下列說法中能說明反應I已達到平衡狀態的是___________。

A．c（H2S）＝c（CO） B．v正（H2）＝v逆（H2S）

C．容器中氣體密度保持不變 D．容器中混合氣體平均摩爾質量保持不變

E．c（COS）保持不變

(4)某溫度下，向體積為2 L的恒容密閉容器中通入5 mol COS（g）和5 molH2O（g），發生反應Ⅱ，5 min后反應達到平衡，測得COS（g）的轉化率為80％。

①反應從起始至5 min內，用H2S濃度變化表示的平均反應速度v（H2S）＝________。

②該溫度下，上述反應的平衡常數K＝________。

③其他條件相同時，既能使上述反應中COS的平衡轉化率降低，又能使反應速率加快的做法是________。

A．縮小容器容積 B．升高溫度

C．分離出硫化氫 D．加入一定量H2O（g）

Answer 1

【答案】-18 kJ／mol ＞ A C B E 0.4mol/(Lmin) 16 B

【解析】

(1)根據蓋斯定律，反應Ⅱ-反應Ⅰ得：CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）△H＝-35+17=-18 kJ／mol；綜上所述，本題答案是：-18 kJ／mol。

(2) ①相同條件下，n（H2）/n（COS）增大，COS轉化率增大，所以m1＞m2；綜上所述，本題答案是：＞。

②T0前，升高溫度，正反應速率加快，COS轉化率增大；溫度高于T0時，催化劑的活性降低，發生副反應，逆反應速率增大的倍數大于正反應速率增大的倍數，都有可能導致COS轉化率減小，焓變與溫度無關，綜上所述，本題答案是：A C 。

(3)反應Ⅰ．COS（g）＋H2（g）H2S（g）＋CO（g） △Hl＝－17kJ／mol；

A．c（H2S）＝c（CO），沒有指明反應速率進行的方向，無法判定反應I已達到平衡狀態，錯誤；

B．v正（H2）＝v逆（H2S），指明正逆反應速率的方向，且滿足速率之比和系數成正比，可以判定反應I已達到平衡狀態，正確；

C．反應前后氣體的總質量不變，容器的體積不變，所以容器中氣體密度始終保持不變，無法判定反應I已達到平衡狀態，錯誤；

D．反應前后氣體的總質量不變，反應前后氣體的總量也保持不變，根據=m（總）/n(總) 可知，容器中混合氣體平均摩爾質量始終保持不變，無法判定反應I已達到平衡狀態，錯誤；

E．c（COS）保持不變，可以判定反應I已達到平衡狀態，正確；

綜上所述，本題選B E。

(4) COS（g）＋H2O（g）H2S（g）＋CO2（g）

起始量 5 5 0 0

變化量 5×80％ 5×80％ 5×80％ 5×80％

5 min后量 1 1 4 4

①反應從起始至5 min內，用H2S濃度變化表示的平均反應速度v（H2S）＝4/(2×5)=0.4mol/(Lmin)；綜上所述，本題答案是：0.4mol/(Lmin)。

②該溫度下，反應達到平衡后，c(COS)=1/2=0.5mol/L，c(H2O )=1/2=0.5mol/L，c(H2S)=4/2=2mol/L，c( CO2)=4/2=2mol/L，平衡常數K＝2×2/0.5×0.5=16；綜上所述，本題答案是：16。

③A．因為反應前后體積不變，縮小容器容積 ，增大壓強，反應速率加快，平衡不移動 ，COS的平衡轉化率不變，錯誤；

B．該反應為放熱反應，升高溫度，平衡左移，速率加快，COS的平衡轉化率減小，正確；

C．分離出硫化氫，減小生成物濃度，平衡右移，COS的平衡轉化率增大，速率減慢，錯誤；

D．加入一定量H2O（g），平衡右移，反應速率加快，COS的平衡轉化率增大，錯誤；

綜上所述，本題選B。