Question

【題目】鉬（Mo）是一種難熔稀有金屬，我國的鉬儲量居世界前列，鉬及其合金在冶金、環(huán)保和航天等方面有著廣泛的應(yīng)用。碳酸鈉作固硫劑并用氫還原輝鉬礦的原理為MoS2（s）+4H2（g）+2Na2CO3（s）Mo（s）+2CO（g）+4H20（g）+2Na2S（s） △H，實驗測得平衡時的有關(guān)變化曲線如圖所示。

（a）不同壓強下溫度與H2平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系 （b）0.1MPa下溫度與平衡時氣體成分的關(guān)系

（1）由圖（a）可知，該反應(yīng)△H_______0（填“>”或“<”），p1、p2、p3由大到小的順序為_______；

（2）由圖（b）可知，B點時H2的平衡轉(zhuǎn)化率為_______；

（3）A點對應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______（MPa）2。（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）

Answer 1

【答案】> p1<p2<p3 66.7% 4×10-4

【解析】

（1）升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，增大壓強平衡向氣體總物質(zhì)的量減小的方向移動；

（2）根據(jù)三段式求氫氣的轉(zhuǎn)化率；

（3）圖1中A點氫氣和水蒸氣的體積分數(shù)相等，均為40%，而由反應(yīng)方程式可知一氧化碳的體積分數(shù)為水蒸氣的一半，即為20%，說明氫氣、一氧化碳、水蒸氣的物質(zhì)的量之比為2:1:2，由此根據(jù)表達式求Kp。

（1）升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，由圖像（a）可知升高溫度，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即該反應(yīng)的△H>0，增大壓強平衡向氣體總物質(zhì)的量減小的方向移動，對MoS2（s）+4H2（g）+2Na2CO3（s）Mo（s）+2CO（g）+4H2O（g）+2Na2S（s）可知，增大壓強平衡逆向移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率降低，則由圖像（a）可知p1<p2<p3，故答案為：>；p1<p2<p3。

（2）由圖（b）可知，B點時H2的體積分數(shù)為25%，設(shè)起始時氫氣的物質(zhì)的量為1mol，此時氫氣的轉(zhuǎn)化率為α，則

MoS2（s）+4H2（g）+2Na2CO3（s）Mo（s）+2CO（g）+4H2O（g）+2Na2S（s）

起始（mol） 1 0 0

變化（mol） α 0.5α α

平衡（mol） 1-α 0.5α α

1-α/（1+0.5α）=0.25，解得α=66.7%，即b點時氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率為66.7%，故答案為：66.7%。

（3）圖1中A點氫氣和水蒸氣的體積分數(shù)相等，均為40%，而由反應(yīng)方程式可知一氧化碳的體積分數(shù)為水蒸氣的一半，即為20%，說明氫氣、一氧化碳、水蒸氣的物質(zhì)的量之比為2:1:2，Kp=(2/5×0.1)4(1/5×0.1)2/(2/5×0.1)4=4×10-4，故答案為：4×10-4。