Question

【题目】钼（Mo）是一种难熔稀有金属，我国的钼储量居世界前列，钼及其合金在冶金、环保和航天等方面有着广泛的应用。碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉钼矿的原理为MoS2（s）+4H2（g）+2Na2CO3（s）Mo（s）+2CO（g）+4H20（g）+2Na2S（s） △H，实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示。

（a）不同压强下温度与H2平衡转化率的关系 （b）0.1MPa下温度与平衡时气体成分的关系

（1）由图（a）可知，该反应△H_______0（填“>”或“<”），p1、p2、p3由大到小的顺序为_______；

（2）由图（b）可知，B点时H2的平衡转化率为_______；

（3）A点对应的平衡常数K=_______（MPa）2。（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）

Answer 1

【答案】> p1<p2<p3 66.7% 4×10-4

【解析】

（1）升高温度平衡向吸热反应方向移动，增大压强平衡向气体总物质的量减小的方向移动；

（2）根据三段式求氢气的转化率；

（3）图1中A点氢气和水蒸气的体积分数相等，均为40%，而由反应方程式可知一氧化碳的体积分数为水蒸气的一半，即为20%，说明氢气、一氧化碳、水蒸气的物质的量之比为2:1:2，由此根据表达式求Kp。

（1）升高温度平衡向吸热反应方向移动，由图像（a）可知升高温度，氢气的转化率增大，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应，即该反应的△H>0，增大压强平衡向气体总物质的量减小的方向移动，对MoS2（s）+4H2（g）+2Na2CO3（s）Mo（s）+2CO（g）+4H2O（g）+2Na2S（s）可知，增大压强平衡逆向移动，氢气的转化率降低，则由图像（a）可知p1<p2<p3，故答案为：>；p1<p2<p3。

（2）由图（b）可知，B点时H2的体积分数为25%，设起始时氢气的物质的量为1mol，此时氢气的转化率为α，则

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

起始（mol） 1 0 0

变化（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点时氢气的平衡转化率为66.7%，故答案为：66.7%。

（3）图1中A点氢气和水蒸气的体积分数相等，均为40%，而由反应方程式可知一氧化碳的体积分数为水蒸气的一半，即为20%，说明氢气、一氧化碳、水蒸气的物质的量之比为2:1:2，Kp=(2/5×0.1)4(1/5×0.1)2/(2/5×0.1)4=4×10-4，故答案为：4×10-4。