Question

2．反应MoS₂（s）+2Na₂CO₃（s）+4H₂（g）?Mo（s）+2CO（g）+4H₂O（g）+2Na₂S（s），可用于由辉钼精矿制取钼，在2L的密闭容器中：加入0.1mol MoS₂、0.2mol N_a2CO₃和0.4mol H₂（固体体积忽略不计），测得在不同温度达到平衡时各气体的物质的量分数关系如图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 容器内的总压：P点＜Q点
• B． 正反应速率：v（Q）＜v（P）
• C． P点对应温度时，H₂的平衡转化率为40%
• D． P点对应温度的平衡常数的值为2.5×10^-3

Answer 1

分析 根据图象，P点与Q点，对于氢气，Q点相当于升高温度，氢气的体积分数减小，故正反应为吸热反应，Q点比P点生成物的比例大，正反应速率大于P点，故产生的气体多，压强大，根据三步法计算，设MoS₂变化的物质的量为x，
MoS₂（s）+2Na₂CO₃（s）+4H₂（g）?Mo（s）+2CO（g）+4H₂O（g）+2Na₂S（s），
0.1       0.2         0.4       0       0        0          0
x         2x          4x        x       2x       4x         2x
0.1-x    0.2-2x       0.4-4x    x       2x        4x        2x
P点时氢气的物质的量分数为40%，故$\frac{0.4-4x}{0.4-4x+2x+4x}$×100%=40%，x=0.05；H₂的平衡转化率=$\frac{4x}{0.4}×100%$=0.05×100%=50%；P点的平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（CO）•{c}^{4}（{H}_{2}O）}{{c}^{4}（{H}_{2}）}$=${\frac{（\frac{0.1}{2}）^{2}×（\frac{0.2}{2}）^{4}}{（\frac{0.2}{2}）^{4}}}^{\;}$=2.5×10^-3．

解答 解：A、根据图象，P点与Q点，对于氢气，Q点相当于升高温度，氢气的体积分数减小，故正反应为吸热反应，Q点比P点生成物的比例大，正反应速率大于P点，故产生的气体多，压强大，故容器内的总压：P点＜Q点，故A正确；
B、对于氢气，Q点相当于升高温度，反应正向进行，故正反应为吸热反应，正反应速率大于P点，v（Q）＞v（P），故B错误；
C、根据三步法计算，设MoS₂变化的物质的量为x，
MoS₂（s）+2Na₂CO₃（s）+4H₂（g）?Mo（s）+2CO（g）+4H₂O（g）+2Na₂S（s），
0.1       0.2         0.4       0       0        0          0
x         2x          4x        x       2x       4x         2x
0.1-x    0.2-2x       0.4-4x    x       2x        4x        2x
P点时氢气的物质的量分数为40%，故$\frac{0.4-4x}{0.4-4x+2x+4x}$×100%=40%，x=0.05；H₂的平衡转化率=$\frac{4x}{0.4}×100%$=0.05×100%=50%，故C错误；
D、根据C的解答过程，P点的平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（CO）•{c}^{4}（{H}_{2}O）}{{c}^{4}（{H}_{2}）}$=${\frac{（\frac{0.1}{2}）^{2}×（\frac{0.2}{2}）^{4}}{（\frac{0.2}{2}）^{4}}}^{\;}$=2.5×10^-3，故D正确；
故选AD．

点评 本题考查平衡移动原理、平衡常数的计算等，难度中等，注意判断曲线表示哪一物质是关键，侧重考查学生对图象的分析与平衡移动的理解，难度较大．