Question

（14分）I．已知：C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)  ΔH
一定溫度下，在1.0 L密閉容器中放入1 mol C（s）、1 mol H₂O(g)進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p)的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：

時(shí)間t/h	0	1	2	4	8	16	20	25	30
總壓強(qiáng)p/100 kPa	4.56	5.14	5.87	6.30	7.24	8.16	8.18	8.20	8.20

回答下列問(wèn)題：
（1）下列哪些選項(xiàng)可以說(shuō)明該可逆反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)      。
A．混合氣體的密度不再發(fā)生改變      B．消耗1 mol H₂O（g）的同時(shí)生成1 mol H₂
C．ΔH不變                         D．v_正(CO) = v_逆(H₂)
（2）由總壓強(qiáng)P和起始?jí)簭?qiáng)P₀表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n_總，n_總＝____ mol；由表中數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，反應(yīng)物H₂O(g)的轉(zhuǎn)化率α =_____（精確到小數(shù)點(diǎn)后第二位）。
Ⅱ．硫單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。
（1）已知25℃時(shí)：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
則反應(yīng)COS(g)生成CO(g)、S_x (s)的熱化學(xué)方程式是                            。
（2）向等物質(zhì)的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸至過(guò)量。其中H₂S、HS^?、S^2?的分布分?jǐn)?shù)（平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù)）與滴加鹽酸體積的關(guān)系如圖所示（忽略滴加過(guò)程H₂S氣體的逸出）。試分析：

①B曲線代表      分?jǐn)?shù)變化(用微粒符號(hào)表示)；滴加過(guò)程中，溶液中一定成立：
c(Na⁺)=                               。
②M點(diǎn)，溶液中主要涉及的離子方程式                             。

Answer 1

（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⁺)（由電荷守恒得出）
②M：2S^2－+3H⁺=HS^－+H₂S

試題分析：I.（1）因?yàn)樵摲磻?yīng)中有固體參與，所以氣體的質(zhì)量一直變化，而容器的體積不變，所以當(dāng)混合氣體的密度不再發(fā)生改變時(shí)，證明已達(dá)平衡狀態(tài)，正確；B、消耗1 mol H₂O（g）的同時(shí)生成1 mol H₂
都是正反應(yīng)方向，不能證明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；C、反應(yīng)方程式固定，則反應(yīng)的ΔH固定，所以不能判斷化學(xué)平衡狀態(tài)是否到達(dá)，錯(cuò)誤；D、CO和H₂的物質(zhì)的量之比是1:1，所以v_正(CO) = v_逆(H₂)時(shí)符合正逆反應(yīng)速率相等，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，正確，答案選AD；
（2）開(kāi)始時(shí)氣體的物質(zhì)的量為1mol，根據(jù)恒溫恒容條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于氣體的壓強(qiáng)之比得n_總＝P/P₀mol，由表中數(shù)據(jù)可知平衡時(shí)的壓強(qiáng)為8.20（100Kpa），開(kāi)始的壓強(qiáng)為4.56（100Kpa），設(shè)消耗水蒸氣的物質(zhì)的量為xmol，則平衡時(shí)H₂O(g)、CO(g)、H₂(g)的物質(zhì)的量（mol）分別為1-x、x、x，根據(jù)n_總＝P/P₀mol，得1-x+x+x=8.20/4.56，解得x=0.7982，所以反應(yīng)物H₂O(g)的轉(zhuǎn)化率α =79.82%；
II.（1）根據(jù)蓋斯定律得目標(biāo)方程式=（②-①）/2，所以所求熱化學(xué)方程式為xCOS(g) =" xCO(g)+" S_x(s)  ΔH=0.5(bx－ax)kJ/mol；
（2）①向等物質(zhì)的量濃度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀鹽酸至過(guò)量，鹽酸先與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和水，再與硫化鈉反應(yīng)生成硫氫化鈉，此時(shí)溶液中S^2?的含量逐漸減小，HS^?的含量逐漸增大，繼續(xù)滴加鹽酸，則HS^?與氫離子結(jié)合生成硫化氫，則溶液中H₂S的含量逐漸增大，HS^?的含量逐漸減小，所以A、B、C分別代表S^2? 、HS^?、H₂S的分?jǐn)?shù)變化。B曲線代表、HS^?的分?jǐn)?shù)變化；根據(jù)物料守恒，Na元素的濃度是S元素濃度的3倍，可得滴加過(guò)程中，溶液中一定成立的是c(Na⁺)=3[c(H₂S)+c(HS^－)+c(S^2－)]；滴加的過(guò)程中溶液中始終存在Na⁺、Cl^－、HS^－、S^2－、OH^－、H⁺，根據(jù)電荷守恒可得c(Na⁺)= c(Cl^－)+c(OH^－)+c(HS^－)+2c(S^2－)－c(H⁺)；
②M點(diǎn)表示HS^－與S^2－分?jǐn)?shù)相等，所以溶液中發(fā)生的總的離子方程式為2S^2－+3H⁺=HS^－+H₂S