Question

8．羰基硫（COS）可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害．在恒容密闭容器中，将10mol CO和一定量的H₂S混合加热并达到下列平衡：CO（g）+H₂S（g）?COS（g）+H₂（g）  K=0.1，平衡后CO物质的量为8mol．下列说法正确的是（　　）

• A． CO、H₂S的转化率之比为1：1
• B． 达平衡后H₂S的体积分数为29.4%
• C． 升高温度，COS浓度减小，表明该反应是吸热反应
• D． 恒温下向平衡体系中再加入CO、H₂S、COS、H₂各1 mol，平衡不移动

Answer 1

分析 反应前CO的物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol，设反应前H₂S物质的量为n，则：
                   CO（g）+H₂S（g）?COS（g）+H₂（g）
起始（mol）：10           n              0               0
变化（mol）：2             2              2               2
平衡（mol）：8            n-2            2               2
该温度下该反应的K=0.1，利用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算出n，根据计算结构及化学平衡的影响因素进行判断．

解答 解：反应前CO的物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol，设反应前H₂S物质的量为nmol，则：
                    CO（g）+H₂S（g）?COS（g）+H₂（g）
起始（mol）：10           n                0            0
变化（mol）：2              2               2           2
平衡（mol）：8            n-2             2            2
该温度下该反应的K=0.1，设容器容积为V，
则平衡常数K=$\frac{\frac{2}{V}×\frac{2}{V}}{\frac{8}{V}×\frac{（n-2）}{V}}$=0.1，解得：n=7，即反应前硫化氢的物质的量为7mol，
A．由于反应前CO、H₂S的物质的量分别为10mol、7mol，而二者化学计量数相等，反应消耗的物质的量相等，所以二者的转化率一定不相等，故A错误；
B．该反应前后气体的体积相等，则反应后气体的总物质的量不变，仍然为10mol+7mol=17mol，平衡后硫化氢的物质的量为（7-2）mol=5mol，相同条件下气体的体积分数=物质的量分数=$\frac{5mol}{17mol}$×100%≈29.4%，故B正确；
C．升高温度，COS浓度减小，说明平衡向着逆向移动，则该反应的正反应为放热反应，故C错误；
D．恒温下向平衡体系中再加入CO、H₂S、COS、H₂各1 mol，则此时该反应的浓度商Qc=$\frac{\frac{8+1}{V}×\frac{5+1}{V}}{\frac{2+1}{V}×\frac{2+1}{V}}$=6＞K=0.1，说明平衡会向着逆向移动，故D错误；
故选B．

点评 本题考查了化学平衡的计算，题目难度中等，正确计算硫化氢的初始物质的量为解答关键，注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．