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【题目】羰基硫(COS)是全球硫循环的重要中间体,也是有机合成中的重要原料,是化学工作者重要的研究对象。已知:

Ⅰ.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △Hl=-17kJ/mol;

Ⅱ.COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H2=-35kJ/mol。

回答下列问题:

(1)反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的△H=________。

(2)在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应I。设起始充入的n(H2):n(COS)=m,相同时间内测得COS转化率与m和温度(T)的关系如图所示。

①m1________m2(填>、<或=)。

②温度高于T0时,COS转化率减小的可能原因为_________。

A.有副反应发生。

B.反应的△H增大。

C.催化剂活性降低。

D.逆反应速率增大的倍数小于正反应速率增大的倍数

(3)在恒温、恒容密闭容器中.进行反应I。下列说法中能说明反应I已达到平衡状态的是___________。

A.c(H2S)=c(CO) B.v正(H2)=v逆(H2S)

C.容器中气体密度保持不变 D.容器中混合气体平均摩尔质量保持不变

E.c(COS)保持不变

(4)某温度下,向体积为2 L的恒容密闭容器中通入5 mol COS(g)和5 molH2O(g),发生反应Ⅱ,5 min后反应达到平衡,测得COS(g)的转化率为80%。

①反应从起始至5 min内,用H2S浓度变化表示的平均反应速度v(H2S)=________。

②该温度下,上述反应的平衡常数K=________。

③其他条件相同时,既能使上述反应中COS的平衡转化率降低,又能使反应速率加快的做法是________。

A.缩小容器容积 B.升高温度

C.分离出硫化氢 D.加入一定量H2O(g)

【答案】-18 kJ/mol > A C B E 0.4mol/(Lmin) 16 B

【解析】

(1)根据盖斯定律,反应Ⅱ-反应Ⅰ得:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H=-35+17=-18 kJ/mol;综上所述,本题答案是:-18 kJ/mol。

(2) ①相同条件下,n(H2)/n(COS)增大,COS转化率增大,所以m1>m2;综上所述,本题答案是:>。

②T0前,升高温度,正反应速率加快,COS转化率增大;温度高于T0时,催化剂的活性降低,发生副反应,逆反应速率增大的倍数大于正反应速率增大的倍数,都有可能导致COS转化率减小,焓变与温度无关,综上所述,本题答案是:A C 。

(3)反应Ⅰ.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △Hl=-17kJ/mol;

A.c(H2S)=c(CO),没有指明反应速率进行的方向,无法判定反应I已达到平衡状态,错误;

B.v正(H2)=v逆(H2S),指明正逆反应速率的方向,且满足速率之比和系数成正比,可以判定反应I已达到平衡状态,正确;

C.反应前后气体的总质量不变,容器的体积不变,所以容器中气体密度始终保持不变,无法判定反应I已达到平衡状态,错误;

D.反应前后气体的总质量不变,反应前后气体的总量也保持不变,根据=m(总)/n(总) 可知,容器中混合气体平均摩尔质量始终保持不变,无法判定反应I已达到平衡状态,错误;

E.c(COS)保持不变,可以判定反应I已达到平衡状态,正确;

综上所述,本题选B E。

(4) COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)

起始量 5 5 0 0

变化量 5×80% 5×80% 5×80% 5×80%

5 min后量 1 1 4 4

①反应从起始至5 min内,用H2S浓度变化表示的平均反应速度v(H2S)=4/(2×5)=0.4mol/(Lmin);综上所述,本题答案是:0.4mol/(Lmin)。

②该温度下,反应达到平衡后,c(COS)=1/2=0.5mol/L,c(H2O )=1/2=0.5mol/L,c(H2S)=4/2=2mol/L,c( CO2)=4/2=2mol/L,平衡常数K=2×2/0.5×0.5=16;综上所述,本题答案是:16。

③A.因为反应前后体积不变,缩小容器容积 ,增大压强,反应速率加快,平衡不移动 ,COS的平衡转化率不变,错误;

B.该反应为放热反应,升高温度,平衡左移,速率加快,COS的平衡转化率减小,正确;

C.分离出硫化氢,减小生成物浓度,平衡右移,COS的平衡转化率增大,速率减慢,错误;

D.加入一定量H2O(g),平衡右移,反应速率加快,COS的平衡转化率增大,错误;

综上所述,本题选B。

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可能用到的有关数据如下:

相对分子质量

密度/(g/cm3)

沸点/℃

溶解性

环己醇

100

0.9618

161

微溶于水

环己烯

82

0.8102

83

难溶于水

合成反应:

在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1mL浓H2SO4 。b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物温度不超过90℃。

分离提纯:

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(1)装置b的名称是_____。

(2)加入碎瓷片的作用是_____,如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是_______(填正确答案标号)。

A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料

(3)本实验中最容易产生副产物的结构简式为_______。

(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并________,在实验分离过程中产物应该从分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。

(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_____。

(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有________(填正确答案标号)。

A.圆底烧瓶 B.温度计 C.吸滤瓶 D.球形冷凝管 E.接收器

(7)本实验中所得的环己烯的产率是________ (填正确答案的标号)。

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