Question

【題目】已知：CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。向恒容密閉容器中充入0.1molCH4和0.2molH2S，不斷升高溫度，測得平衡時體系中各物質的物質的量分數與溫度的關系如圖所示：

下列說法正確的是

A. 該反應的△H<0

B. 維持Z點溫度，向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol時，v(正)>v(逆)

C. X點與Y點容器內壓強比為51:55

D. X點CH4的轉化率為20%

Answer 1

【答案】D

【解析】

A. 由圖所示，CS2和H2的物質的量分數隨溫度升高而增大，故正反應是吸熱反應，△H>0，故A錯誤；

B. 因為左邊物料比右邊少，維持Z點溫度，向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol，相當于增大壓強，平衡左移，故v(正)<v(逆)，故B錯誤；

C. CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)

起(mol) 0.1 0.2 0 0

轉(mol) x 2x x 4x

X點(mol) 0.1- x 0.2-2x x 4x

根據圖像可知在X點時甲烷與氫氣的體積分數相同，得出0.1- x=4x，x=0.02mol，所以X點時氣體總物質的量為[(0.1- x)+ (0.2-2x )+ x+4x]=0.3+2x=0.34mol，

CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)

起(mol) 0.1 0.2 0 0

轉(mol) y 2y y 4y

Y點(mol) 0.1- y 0.2-2y y 4y

根據圖像可知Y點表示硫化氫與氫氣的體積分數相同,所以0.2-2y=4y，y≈0.03mol，所以

Y點時氣體總物質的量為[(0.1- y)+ (0.2-2y )+y+4y]=0.3+2y=0.36mol；如果溫度一定，氣體壓強之比等于物質的量之比，壓強比為0.34mol/0.36 mol=17:18，但X點溫度低于Y點溫度，溫度升高，壓強增大，故X點與Y點容器內壓強之比小于此比值17:18，可能為51:55，故C錯誤；

D. CH4(g)+ 2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)

起(mol) 0.1 0.2 0 0

轉(mol) x 2x x 4x

X點(mol)0.1- x 0.2-2x x 4x

根據圖像可知在X點時甲烷與氫氣的體積分數相同，0.1-x=4x，x=0.02mol,CH4的轉化率0.02mol/0.1 mol×100％=20%，故D正確；

故選D。