Question

【題目】CS2是一種常見溶劑，還可用于生產人造粘膠纖維等。回答下列問題：

(1)CS2與酸性KMnO4溶液反應，產物為CO2和硫酸鹽，該反應中還原劑與氧化劑的物質的量之比為__________(MnO4－被還原為Mn2＋)。

(2)甲烷硫磺法制取CS：的反應為CH4(g)＋2S2(g)CS2(g)＋2H2S(g) △H

①在恒溫恒容密閉容器中進行該反應時，能說明該反應已達到平衡狀態的是_________(填字母)。

A.v正(S2)＝2v逆(CS2)

B.容器內氣體的密度不再隨時間變化

C.容器內氣體的總壓強不再隨時間變化

D.單位時間內斷裂C－H鍵數目與斷裂H－S鍵數目相等

②已知下列鍵能數據：

共價鍵	C-H	S=S	C=S	H-S
鍵能/	411	425	573	363

該反應的△H＝_________kJ·mol－1。

(3)在一密閉容器中，起始時向該容器中充入H2S和CH4且n(H2S)：n(CH4)＝2：1，發生反應：CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g)。0.1MPa時，溫度變化對平衡時產物的物質的量分數的影響如圖所示：

①該反應△H_________(填“>”或“<”)0。

②M點對應溫度下，H2S的平衡轉化率為_________，為提高H2S的平衡轉化率，除改變溫度外，還可采取的措施是___________________________(列舉一條)。

③N點，平衡分壓p(CS2)＝_________MPa，對應溫度下，該反應的Kp＝_________(MPa)2。(Kp為以分壓表示的平衡常數)

Answer 1

【答案】5:16 AD -104 > 20% 減小起始時

【解析】

（1）根據題意，CS2被氧化為硫酸鹽，每個S的化合價由-2價升至+6價，轉移電子數為8，2個S轉移電子數為16，MnO4－被還原為Mn2＋，每個Mn轉移電子數為5，根據氧化還原反應轉移電子數守恒，還原劑（CS2）與氧化劑（MnO4－）的物質的量之比為5:16；

（2）①A．v正(S2)＝2v逆(CS2)，反應速率符合化學計量數之比，且既有正反應方向又有逆反應方

向，A正確；

B．氣體的密度，反應物和生成物都是氣體，根據質量守恒，m為定值，容器體積固定，V不變，故是個定值，不能用來判定化學平衡，B錯誤；

C．由于反應CH4(g)＋2S2(g)CS2(g)＋2H2S(g)前后氣體體積不變，故容器中的壓強也不變，所以壓強不能用來判定平衡，C錯誤；

D．斷裂C－H鍵是正反應方向，斷裂H－S鍵是逆反應方向，CH4與H2S計量數之比為1:2，化學鍵數目之比為1:1，單位時間內斷裂C－H鍵數目與斷裂H－S鍵數目相等，說明反應速率符合系數比，D正確；

故選AD。

②焓變可以用反應物的總鍵能減去生成物的總鍵能來計算，；

（3）①由圖像可知，溫度升高時，平衡向正向移動，故正反應吸熱，>0；

②設開始時投入的CH4的物質的量為，H2S的物質的量為2，反應的CH4的物質的量為，則有

M點時，CH4與H2S物質的量相等，故有，則H2S轉化率為；增大H2S的轉化率可以提高CH4的投料比，即減小起始時；

③設開始時投入的CH4的物質的量為，H2S的物質的量為2，反應的CH4的物質的量為，則有

N點時，H2S與H2物質的量相等，故有，解得。所以反應后的總物質的量為，平衡后CS2的分壓為；

平衡常數。