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

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(S2)=2v(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H2SCH4n(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:

①该反应H _______(“>”“<”)0

M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)

N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)CS2C+4价,S-2价,所以与高锰酸钾反应时,变价元素分别是SMn,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)A.当v(S2)=2v(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ΔH0

M点时,CH4H2的物质的量分数相等,列三段式:

,所以有1-a=4aa=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CH4H2S的比例;

N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=4aa=,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

练习册系列答案
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