Question

（15分）苯硫酚（PhSH）是一种用途广泛的有机合成中间体。工业上用常用氯苯(PhCl)和硫化氢(H₂S)在高温下反应来制备苯硫酚，但会有副产物苯（PhH）生成。

I：PhCl_(g)+H₂S_(g) PhSH_(g)+HCl_(g)       △H₁=—16.8kJ·mol^-1

II：PhCl_(g)+H₂S_(g) ==PhH_(g)+ HCl_(g)+S_8(g)    △H₂

回答下列问题：

（1）反应I为可逆反应，写出平衡常数的表达式K=_______________________，

反应II为不可逆反应，△H₂=___________0。(填写“>”，“<”，“=”)

（2）上述两个反应的能量变化如图一所示，则在某温度时反应速度v(I)__    __ v(II)(填写“>”,“<”,“=”)。

（3）现将一定量的氯苯和硫化氢置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程，在不同温度下均反应20分钟测定生成物的浓度，得到图二和图三。

①请解释图二中两条曲线的变化_______________________。

②若要提高主产物苯硫酚的产量，可采取的措施是______________________。

（4）请根据图二、图三，画出恒温恒容条件下反应主产物苯硫酚的物质的量随时间变化的曲线图。

Answer

（15分）

（1）K=P(PhSH)·P(HCl)/P(PhCl)·P(H2S) ， <

（2）>

（3）①开始时，反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ速率，所以生成苯硫酚浓度大于苯；反应Ⅰ达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，所以生成物苯硫酚浓度减小；反应Ⅱ是不可逆反应，温度升高反应速率加快，生成的苯浓度增加，消耗了反应物，进一步导致反应Ⅰ逆向移动。 ②R=2.5，温度控制在590K，

（4）

【解析】

试题分析：（1）据化学平衡常数书写原则，反应I的平衡常数的表达式K= P(PhSH)·P(HCl)/P(PhCl)·P(H2S)；

根据图一可知，反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，该反应为放热反应，则△H2= < 0。

（2）由图一可知，反应Ⅰ和Ⅱ的起始浓度相同，反应Ⅰ的活化能较低，化学反应速率较快，所以上述两个反应在某温度时反应速度v(I)>v(II)。

（3）①由图像可以看出，开始时，反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ速率，所以生成苯硫酚浓度大于苯；反应Ⅰ达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，所以生成物苯硫酚浓度减小；反应Ⅱ是不可逆反应，温度升高反应速率加快，生成的苯浓度增加，消耗了反应物，进一步导致反应Ⅰ逆向移动；②根据图二、三可知若要提高主产物苯硫酚的产量，可采取的措施是R=2.5，温度控制在590K。

（4）恒温恒容条件下进行反应Ⅰ，该反应是放热反应，随着反应生成苯硫酚放热，温度升高，化学反应速率加快，产物物质的量增多，达平衡后，平衡逆向移动，所以生成物苯硫酚的物质的量减小，图像为：

。

考点：考查化学平衡常数，