Question

【题目】已知：CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。向恒容密闭容器中充入0.1molCH4和0.2molH2S，不断升高温度，测得平衡时体系中各物质的物质的量分数与温度的关系如图所示：

下列说法正确的是

A. 该反应的△H<0

B. 维持Z点温度，向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol时，v(正)>v(逆)

C. X点与Y点容器内压强比为51:55

D. X点CH4的转化率为20%

Answer 1

【答案】D

【解析】

A. 由图所示，CS2和H2的物质的量分数随温度升高而增大，故正反应是吸热反应，△H>0，故A错误；

B. 因为左边物料比右边少，维持Z点温度，向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol，相当于增大压强，平衡左移，故v(正)<v(逆)，故B错误；

C. CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)

起(mol) 0.1 0.2 0 0

转(mol) x 2x x 4x

X点(mol) 0.1- x 0.2-2x x 4x

根据图像可知在X点时甲烷与氢气的体积分数相同，得出0.1- x=4x，x=0.02mol，所以X点时气体总物质的量为[(0.1- x)+ (0.2-2x )+ x+4x]=0.3+2x=0.34mol，

CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)

起(mol) 0.1 0.2 0 0

转(mol) y 2y y 4y

Y点(mol) 0.1- y 0.2-2y y 4y

根据图像可知Y点表示硫化氢与氢气的体积分数相同,所以0.2-2y=4y，y≈0.03mol，所以

Y点时气体总物质的量为[(0.1- y)+ (0.2-2y )+y+4y]=0.3+2y=0.36mol；如果温度一定，气体压强之比等于物质的量之比，压强比为0.34mol/0.36 mol=17:18，但X点温度低于Y点温度，温度升高，压强增大，故X点与Y点容器内压强之比小于此比值17:18，可能为51:55，故C错误；

D. CH4(g)+ 2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)

起(mol) 0.1 0.2 0 0

转(mol) x 2x x 4x

X点(mol)0.1- x 0.2-2x x 4x

根据图像可知在X点时甲烷与氢气的体积分数相同，0.1-x=4x，x=0.02mol,CH4的转化率0.02mol/0.1 mol×100％=20%，故D正确；

故选D。