题目内容
【题目】羰基硫(COS)与氢气或与水在催化剂作用下的反应如下：
Ⅰ．COS(g)+H2(g)
H2S(g)+CO(g) △H1=-17kJ/mol；
Ⅱ．COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H2=-35kJ/mol。
回答下列问题：
(1)两个反应在热力学上趋势均不大，其原因是：________________。
(2)反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的△H=_______。
(3)羰基硫、氢气、水蒸气共混体系初始投料比不变，提高羰基硫与水蒸气反应的选择性的关键因素是______。
(4)在充有催化剂的恒压密闭容器中只进行反应Ⅰ
设起始充入的n(H2)：n(COS)=m，相同时间内测得COS转化率与m和温度(T)的关系如图所示：
①m1______m2(填“
”、“
”或“
”
。
②温度高于T0，COS转化率减小的可能原因为：i有副应发生；ii______；iii______。
(5)在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应Ⅱ.COS(g)与H2O(g)投料比分别为1：3和1：1，反应物的总物质的量相同时，COS(g)的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示：
①M点对应的平衡常数______Q点
填“”、“”或“”；
②N点对应的平衡混合气中COS(g)物质的量分数为______；
③M点和Q点对应的平衡混合气体的总物质的量之比为______。
【答案】两个反应均为放热较少的反应 -18kJ/mol 选择高效的催化剂 
催化剂活性最低 平衡逆向进行 < 20% 1：1
【解析】
(1)依据热化学方程式方向可知，两个反应均放热量少的反应，即反应物和生成物的能量差小，因此热力学趋势小；
(2) Ⅰ．COS(g)+H2(g)
H2S(g)+CO(g) △H1=-17kJ/mol；
Ⅱ．COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H2=-35kJ/mol。
盖斯定律计算Ⅱ-Ⅰ得到：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的△H；
(3)提高羰基硫与水蒸气反应的选择性的关键因素是高效催化剂；
(4)①在充有催化剂的恒压密闭容器中只进行反应Ⅰ．设起始充入的n(H2)：n(COS)=m，m越大说明氢气量越多，两种反应物增加一种会提高另一种的转化率；
②温度高于T0，COS转化率减小是因为温度升高，催化剂活性减弱，反应减慢，平衡逆向进行，COS的转化率减小；
(5)①反应的平衡常数随温度变化，升温平衡逆向进行；
②N点COS转化率为60%，COS(g)与H2O(g)投料比1：1，结合三行计算列式计算N点对应的平衡混合气中COS(g)物质的量分数；
③M点COS转化率为60%，COS(g)与H2O(g)投料比1：3，N点COS转化率为60%，COS(g)与H2O(g)投料比1：1，反应前后气体物质的量不变计算。
(1)Ⅰ．COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H1=-17kJ/mol；
Ⅱ．COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H2=-35kJ/mol。
两个反应放出的热量较少，因此两个反应在热力学上趋势均不大；
(2)Ⅰ．COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H1=-17kJ/mol；
Ⅱ．COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H2=-35kJ/mol。
根据盖斯定律计算Ⅱ
Ⅰ得到：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的△H=-18kJ/mol；
(3)羰基硫、氢气、水蒸气共混体系初始投料比不变，提高羰基硫与水蒸气反应的选择性的关键因素是：选择高效的催化剂；
(4)①在充有催化剂的恒压密闭容器中只进行反应COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H1=-17kJ/mol，设起始充入的n(H2)：n(COS)=m，m越大氢气的量越多，会提高COS的转化率，则m1>m2；
②温度高于T0，COS转化率减小的可能原因为：i有副应发生；ii.催化剂活性最低；iii.平衡逆向进行；
(5)在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应Ⅱ.COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H2
①正反应为放热反应，升温平衡逆向进行，化学平衡常数减小，则M点对应的平衡常数<Q点的平衡常数；
②N点COS转化率为60%，COS(g)与H2O(g)投料比1：1，
COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)
起始量(mol) 1 1 0 0
变化量(mol)0.6 0.6 0.6 0.6
平衡量(mol) 0.4 0.4 0.6 0.6
对应的平衡混合气中COS(g)物质的量分数
=20%；
③M点COS转化率为60%，COS(g)与H2O(g)投料比1：3，N点COS转化率为60%，COS(g)与H2O(g)投料比1：1，反应物的总物质的量相同时，反应前后气体物质的量不变，则M点和Q点对应的平衡混合气体的总物质的量之比为1：1。
【题目】一定温度下，在三个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)＋2CO2(g)。各容器中起始物质的量与反应温度如下表所示，反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如图所示：
容器 | 温度/℃ | 起始物质的量/mol | |
NO (g) | CO (g) | ||
甲 | T1 | 0.20 | 0.20 |
乙 | T1 | 0.30 | 0.30 |
丙 | T2 | 0.20 | 0.20 |
下列说法正确的是
A. 该反应的正反应为吸热反应
B. 达到平衡时，乙中CO2的体积分数比甲中的小
C. T1℃时，若起始时向甲中充入0.40 mol NO、0.40mol CO、0.40mol N2和0.40mol CO2，则反应达到新平衡前v(正)＜v(逆)
D. T2℃时，若起始时向丙中充入0.06molN2和0.12 molCO2，则达平衡时N2的转化率大于40%
