题目内容
【题目】CS2是一种常见溶剂,还可用于生产人造粘胶纤维等。回答下列问题:
(1)CS2与酸性KMnO4溶液反应,产物为CO2和硫酸盐,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 _______(MnO4-被还原为Mn2+)
(2)甲烷硫磺法制取CS2的反应为CH4(g)+2S2(g)
CS2(g)+2H2S(g) △H。
① 在恒温恒容密闭容器中进行该反应时,能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填字母)
A.v正(S2)=2v逆(CS2)
B.容器内气体的密度不再随时间变化
C.容器内气体的总压强不再随时间变化
D.单位时间内断裂C-H键数目与断裂H—S键数目相等
②已知下列键能数据:
共价键 | C—H | S=S | C=S | H—S |
律能/kJmol-1 | 411 | 425 | 573 | 363 |
该反应的△H _______kJmol-1
(3)在一密闭容器中,起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S):n(CH4)=2:1,发生反应:CH4(g) +2H2S(g)CS2(g) + 4H2(g)。0.1MPa时,温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如图所示:
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①该反应△H _______(填“>”或“<”)0。
②M点,H2S的平衡转化率为_______,为提高H2S的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是_______(列举一条)。
③N点,平衡分压p(CS2)=_______MPa,对应温度下,该反应的KP =_______(MPa)2。(KP为以分压表示的平衡常数)
【答案】5:16 AD -104 > 20% 减小起始时
9.1×10-3 6.6×10-4
【解析】
(1)CS2中C为+4价,S为-2价,所以与高锰酸钾反应时,变价元素分别是S和Mn,通过升降价守恒计算可得,还原剂和氧化剂的物质的量之比为
;
(2)①A.当v正(S2)=2v逆(CS2)时,正逆反应速率相等,所以能证明反应达到平衡状态,A项正确;
B.反应
,全为气体参与,且在恒温恒容条件下反应,根据公式ρ=
,可知气体密度恒定,所以密度不变不一定平衡,B项错误;
C.反应
气体总物质的量恒定,由公式
可知,体系内压强恒定,所以压强不变不一定平衡,C项错误;
D.当单位时间内断裂C-H键数目与断裂H—S键数目相等时,正逆反应速率相等,反应一定处于平衡状态,D项正确;
答案选AD。
②由键能计算焓变的公式为ΔH=反应物总键能-生成物总键能,所以代入数据计算后该反应的ΔH=-104kJ/mol;
(3)①根据图像,随着温度升高,反应物H2S的量逐渐下降,所以反应是吸热反应,所以ΔH>0;
②M点时,CH4与H2的物质的量分数相等,列三段式:
,所以有1-a=4a,a=0.2,那么H2S的转化率为
;为提高硫化氢转化率,从平衡移动的角度分析还可以加压或者增加CH4的进料提高CH4与H2S的比例;
③N点时,硫化氢与氢气的物质的量分数相同,列三段式:
,所以2-2a=4a,a=
,即N点时二硫化碳的物质的量分数为:
,所以
;通过三段式可知
,
,所以
。
【题目】硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药,用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒,临床常用于治疗荨麻疹,皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定,在酸性溶液中分解产生S和SO2
实验I:Na2S2O3的制备。工业上可用反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得,实验室模拟该工业过程的装置如图所示:
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(1)仪器a的名称是_______,仪器b的名称是_______。b中利用质量分数为70%80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。c中试剂为_______
(2)实验中要控制SO2的生成速率,可以采取的措施有_______ (写出一条)
(3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是_______
实验Ⅱ:探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。
资料:Fe3++3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑色)
装置 | 试剂X | 实验现象 |
| Fe2(SO4)3溶液 | 混合后溶液先变成紫黑色,30s后几乎变为无色 |
(4)根据上述实验现象,初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+,通过_______(填操作、试剂和现象),进一步证实生成了Fe2+。从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象:_______
实验Ⅲ:标定Na2S2O3溶液的浓度
(5)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294gmol-1)0.5880g。平均分成3份,分别放入3个锥形瓶中,加水配成溶液,并加入过量的KI并酸化,发生下列反应:6I-+Cr2O72-+14H+ = 3I2+2Cr3++7H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应I2+2S2O32- = 2I- + S4O62-,三次消耗 Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL,则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______molL-1