Question

CS₂是一种常见溶剂，还可用于生产人造粘胶纤维等。回答下列问题：

(1)CS₂与酸性KMnO₄溶液反应，产物为CO₂和硫酸盐，该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为__________(MnO₄^－被还原为Mn^2＋)。

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

①在恒温恒容密闭容器中进行该反应时，能说明该反应已达到平衡状态的是_________(填字母)。

A.v_正(S₂)＝2v_逆(CS₂)

B.容器内气体的密度不再随时间变化

C.容器内气体的总压强不再随时间变化

D.单位时间内断裂C－H键数目与断裂H－S键数目相等

②已知下列键能数据：

共价键	C-H	S=S	C=S	H-S
键能/	411	425	573	363

该反应的△H＝_________kJ·mol^－1。

(3)在一密闭容器中，起始时向该容器中充入H₂S和CH₄且n(H₂S)：n(CH₄)＝2：1，发生反应：CH₄(g)＋2H₂S(g)CS₂(g)＋4H₂(g)。0.1MPa时，温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如图所示：

①该反应△H_________(填“>”或“<”)0。

②M点对应温度下，H₂S的平衡转化率为_________，为提高H₂S的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是___________________________(列举一条)。

③N点，平衡分压p(CS₂)＝_________MPa，对应温度下，该反应的K_p＝_________(MPa)²。(K_p为以分压表示的平衡常数)

Answer

5:16 AD -104 > 20% 减小起始时

【解析】

（1）根据题意，CS2被氧化为硫酸盐，每个S的化合价由-2价升至+6价，转移电子数为8，2个S转移电子数为16，MnO4－被还原为Mn2＋，每个Mn转移电子数为5，根据氧化还原反应转移电子数守恒，还原剂（CS2）与氧化剂（MnO4－）的物质的量之比为5:16；

（2）①A．v正(S2)＝2v逆(CS2)，反应速率符合化学计量数之比，且既有正反应方向又有逆反应方

向，A正确；

B．气体的密度，反应物和生成物都是气体，根据质量守恒，m为定值，容器体积固定，V不变，故是个定值，不能用来判定化学平衡，B错误；

C．由于反应CH4(g)＋2S2(g)CS2(g)＋2H2S(g)前后气体体积不变，故容器中的压强也不变，所以压强不能用来判定平衡，C错误；

D．断裂C－H键是正反应方向，断裂H－S键是逆反应方向，CH4与H2S计量数之比为1:2，化学键数目之比为1:1，单位时间内断裂C－H键数目与断裂H－S键数目相等，说明反应速率符合系数比，D正确；

故选AD。

②焓变可以用反应物的总键能减去生成物的总键能来计算，；

（3）①由图像可知，温度升高时，平衡向正向移动，故正反应吸热，>0；

②设开始时投入的CH4的物质的量为，H2S的物质的量为2，反应的CH4的物质的量为，则有

M点时，CH4与H2S物质的量相等，故有，则H2S转化率为；增大H2S的转化率可以提高CH4的投料比，即减小起始时；

③设开始时投入的CH4的物质的量为，H2S的物质的量为2，反应的CH4的物质的量为，则有

N点时，H2S与H2物质的量相等，故有，解得。所以反应后的总物质的量为，平衡后CS2的分压为；

平衡常数。