Question

【題目】CaS在環(huán)境保護(hù)、制備電致發(fā)光材料等方面用途非常廣泛。回答下列問題：

(1)制取CaS的反應(yīng)如下：

反應(yīng)(I)：CaSO4(s)＋2C(s)CaS(s)＋2CO2(g) △H1

反應(yīng)(II)：CaCO3(s)＋H2S(g)CaS(s)＋H2O(g)＋CO2(g) △H2=＋165kJ·mol-1

①若在恒溫恒容密閉容器中只發(fā)生反應(yīng)(I)，達(dá)到平衡時(shí)向容器中通入少量CO2，則反應(yīng)再次達(dá)到平衡時(shí)c(CO2)將___(填“增大”“減小”或“不變”)。

②已知下列熱化學(xué)方程式：.

i：S2(g)＋CaSO4(s)CaS(g)＋2SO2(g) △H=＋240.4kJ·mol-1

ii：2SO2(g)＋4CO(g)=S2(g)＋4CO2(g) △H=＋16.0kJ·mol-1

iii：C(s)＋CO2(g)=2CO(g) △H=＋172.5kJ·mol-1

則反應(yīng)(I)的△H1=___kJ·mol-1。

③反應(yīng)(II)的△S___(填“>”“<”或“=”)0。若反應(yīng)(II)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行，能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是___(填字母)。

A.v(H2O)正=v(CO2)正

B.容器中氣體總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化

C.容器中同時(shí)存在H2S(g)、CO2(g)和H2O(g)

D.單位時(shí)間內(nèi)斷裂H-S鍵與斷裂C=O鍵數(shù)目相等

(2)CaS能被許多物質(zhì)氧化，有關(guān)反應(yīng)的lgKp與溫度關(guān)系如圖(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)；分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；圖中數(shù)據(jù)由壓強(qiáng)單位為kPa得出)。

①屬于吸熱反應(yīng)的是___ (填“a”“b”或“c”)。

②相同溫度下，反應(yīng)a、b、c的lgKp(a)、lgKp(b)、lgKp(c)之間滿足的關(guān)系是lgKp(c)=___。

③反應(yīng)c在Q點(diǎn)時(shí)：p(SO2)=___kPa，以濃度表示的平衡常數(shù)Kc=___Kp[用R、T表示；已知?dú)怏w的壓強(qiáng)、體積、溫度滿足pV=nRT(n為氣體的物質(zhì)的量，R為恒量)]。

Answer 1

【答案】不變 +601.4 ＞ BD c 2lgKp(b)-2lgKp(a) 1 (RT)

【解析】

(1)①若在恒溫恒容密閉容器中只發(fā)生反應(yīng)(I)，平衡常數(shù)K=c2(CO2)，溫度不變平衡常數(shù)不變；

②根據(jù)蓋斯定律計(jì)算解答；

③反應(yīng)(II) CaCO3(s)＋H2S(g)CaS(s)＋H2O(g)＋CO2(g)為氣體體積增大的反應(yīng)；

A．v(H2O)正=v(CO2)正都是正反應(yīng)方向的速率；

B．在恒溫恒容條件下，反應(yīng)(II)為氣體體積增大的反應(yīng)；

C．不論反應(yīng)是否到平衡，反應(yīng)一開始，容器中同時(shí)存在H2S(g)、CO2(g)和H2O(g)；

D．單位時(shí)間內(nèi)斷裂H-S鍵與斷裂C=O鍵數(shù)目相等，說明正逆反應(yīng)速率相等；

(2)①lgKp越小，平衡常數(shù)越小，根據(jù)圖像，升高溫度，lgK減小，平衡常數(shù)減小，據(jù)此分析解答；

②a：CaS(s)+O2(g)CaSO4(s) Kp(a)

b：CaS(s)+O2(g)CaO(s)+SO2(g) Kp(b)

c：CaSO4(s)+CaS(s) CaO(s)+SO2(g) Kp(c)

根據(jù)蓋斯定律c=2(b-a)可得，Kp(c)=()2；

③反應(yīng)c：CaSO4(s)+CaS(s) CaO(s)+SO2(g)在Q點(diǎn)時(shí)，lgKp(c)=0，Kp(c)=1；以濃度表示的平衡常數(shù)Kc=，根據(jù)pV=nRT，=c，據(jù)此分析解答。

(1)①若在恒溫恒容密閉容器中只發(fā)生反應(yīng)(I)，平衡常數(shù)K=c2(CO2)，溫度不變平衡常數(shù)不變，則反應(yīng)再次達(dá)到平衡時(shí)c(CO2)將不變；

②已知下列熱化學(xué)方程式：.

i：S2(g)＋CaSO4(s)CaS(g)＋2SO2(g) △H=＋240.4kJ·mol-1

ii：2SO2(g)＋4CO(g)=S2(g)＋4CO2(g) △H=＋16.0kJ·mol-1

iii：C(s)＋CO2(g)=2CO(g) △H=＋172.5kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律，i＋ii＋iii ×2可得：CaSO4(s)＋2C(s)CaS(s)＋2CO2(g) △H1=+601.4 kJ·mol-1；

③反應(yīng)(II) CaCO3(s)＋H2S(g)CaS(s)＋H2O(g)＋CO2(g)為氣體體積增大的反應(yīng)體系，體系的混亂度增大，則△S＞0；

A．v(H2O)正=v(CO2)正都是正反應(yīng)方向的速率，不能作為判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)，故A不符合題意；

B．恒溫恒容條件下，反應(yīng)(II)為氣體體積增大的反應(yīng)體系，當(dāng)容器中氣體總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B符合題意；

C．不論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，只要反應(yīng)一開始，容器中就同時(shí)存在H2S(g)、CO2(g)和H2O(g)，不能作為判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故C不符合題意；

D．單位時(shí)間內(nèi)斷裂H-S鍵與斷裂C=O鍵數(shù)目相等，即消耗1mol H2S的同時(shí)也消耗1mol的CO2，即正逆反應(yīng)速率相等，可說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D符合題意；

答案選BD。

(2)①根據(jù)圖像，隨溫度升高反應(yīng)a、b 的lgKp減小，平衡常數(shù)減小，說明反應(yīng)逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；隨溫度升高反應(yīng)c的lgKp增大，平衡常數(shù)增大，說明反應(yīng)正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；

②a：CaS(s)+O2(g)CaSO4(s) Kp(a)

b：CaS(s)+O2(g)CaO(s)+SO2(g) Kp(b)

c：CaSO4(s)+CaS(s) CaO(s)+SO2(g) Kp(c)

根據(jù)蓋斯定律c=2(b-a)可得，Kp(c)=()2；

則lgKp(c)=2lg ()=2lgKp(b)-2lgKp(a)；

③反應(yīng)c：CaSO4(s)+CaS(s) CaO(s)+SO2(g)在Q點(diǎn)時(shí)，lgKp(c)=0，Kp(c)=1=，則p(SO2)=1kPa；以濃度表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kc=，根據(jù)pV=nRT，=c，則c(SO2)=，則Kc===(RT)，則，Kc=(RT)Kp。