题目

题型：不详难度：来源：

（14分）I．已知：C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)  ΔH
一定温度下，在1.0 L密闭容器中放入1 mol C（s）、1 mol H₂O(g)进行反应,反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：

时间t/h	0	1	2	4	8	16	20	25	30
总压强p/100 kPa	4.56	5.14	5.87	6.30	7.24	8.16	8.18	8.20	8.20

回答下列问题：
（1）下列哪些选项可以说明该可逆反应已达平衡状态      。
A．混合气体的密度不再发生改变      B．消耗1 mol H₂O（g）的同时生成1 mol H₂
C．ΔH不变                         D．v_正(CO) = v_逆(H₂)
（2）由总压强P和起始压强P₀表示反应体系的总物质的量n_总，n_总＝____ mol；由表中数据计算反应达平衡时，反应物H₂O(g)的转化率α =_____（精确到小数点后第二位）。
Ⅱ．硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。
（1）已知25℃时：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
则反应COS(g)生成CO(g)、S_x (s)的热化学方程式是                            。
（2）向等物质的量浓度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中H₂S、HS⁻、S²⁻的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与滴加盐酸体积的关系如图所示（忽略滴加过程H₂S气体的逸出）。试分析：

①B曲线代表      分数变化(用微粒符号表示)；滴加过程中，溶液中一定成立：
c(Na⁺)=                               。
②M点，溶液中主要涉及的离子方程式                             。

答案

（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⁺)（由电荷守恒得出）
②M：2S^2－+3H⁺=HS^－+H₂S

解析

试题分析：I.（1）因为该反应中有固体参与，所以气体的质量一直变化，而容器的体积不变，所以当混合气体的密度不再发生改变时，证明已达平衡状态，正确；B、消耗1 mol H₂O（g）的同时生成1 mol H₂
都是正反应方向，不能证明反应达平衡状态，错误；C、反应方程式固定，则反应的ΔH固定，所以不能判断化学平衡状态是否到达，错误；D、CO和H₂的物质的量之比是1:1，所以v_正(CO) = v_逆(H₂)时符合正逆反应速率相等，说明反应达平衡状态，正确，答案选AD；
（2）开始时气体的物质的量为1mol，根据恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于气体的压强之比得n_总＝P/P₀mol，由表中数据可知平衡时的压强为8.20（100Kpa），开始的压强为4.56（100Kpa），设消耗水蒸气的物质的量为xmol，则平衡时H₂O(g)、CO(g)、H₂(g)的物质的量（mol）分别为1-x、x、x，根据n_总＝P/P₀mol，得1-x+x+x=8.20/4.56，解得x=0.7982，所以反应物H₂O(g)的转化率α =79.82%；
II.（1）根据盖斯定律得目标方程式=（②-①）/2，所以所求热化学方程式为xCOS(g) =" xCO(g)+" S_x(s)  ΔH=0.5(bx－ax)kJ/mol；
（2）①向等物质的量浓度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量，盐酸先与氢氧化钠反应生成氯化钠和水，再与硫化钠反应生成硫氢化钠，此时溶液中S²⁻的含量逐渐减小，HS⁻的含量逐渐增大，继续滴加盐酸，则HS⁻与氢离子结合生成硫化氢，则溶液中H₂S的含量逐渐增大，HS⁻的含量逐渐减小，所以A、B、C分别代表S²⁻ 、HS⁻、H₂S的分数变化。B曲线代表、HS⁻的分数变化；根据物料守恒，Na元素的浓度是S元素浓度的3倍，可得滴加过程中，溶液中一定成立的是c(Na⁺)=3[c(H₂S)+c(HS^－)+c(S^2－)]；滴加的过程中溶液中始终存在Na⁺、Cl^－、HS^－、S^2－、OH^－、H⁺，根据电荷守恒可得c(Na⁺)= c(Cl^－)+c(OH^－)+c(HS^－)+2c(S^2－)－c(H⁺)；
②M点表示HS^－与S^2－分数相等，所以溶液中发生的总的离子方程式为2S^2－+3H⁺=HS^－+H₂S