Question

三氧化钼（MoO₃）是石油工业中常用的催化剂，也是瓷轴药的颜料，该物质常使用辉钼矿（主要成分为MoS₂）通过一定条件来制备。回答下列相关问题：

（1）已知：①MoS₂（s）Mo（s）+S₂（g）    △H₁

②S₂（g）+2O₂（g）2SO₂（g）     △H₂

③2Mo（s）+3O₂（g）2MoO₃（s）   △H₃

则2MoS₂（s）+7O₂（g）2MoO₃（s）+4SO₂（g）的△H=___（用含△H₁、△H₂、△H₃的代数式表示）。

（2）若在恒温恒容条件下，仅发生反应MoS₂（s）Mo（s）+S₂（g）

①下列说法正确的是___（填字母）。

a.气体的密度不变，则反应一定达到了平衡状态

b.气体的相对分子质量不变，反应不一定处于平衡状态

c.增加MoS₂的量，平衡正向移动

②达到平衡时S₂（g）的浓度为1.4mol•L^-1，充入一定量的S₂（g），反应再次达到平衡，S₂（g）浓度____（填“＞”“＜”或“=”）1.4mol•L^-1。

（3）在2L恒容密闭容器中充入1.0molS₂（g）和1.5molO₂（g），若仅发生反应：S₂（g）+2O₂（g）2SO₂（g），5min后反应达到平衡，此时容器压强为起始时的80%，则0～5min内，S₂（g）的反应速率为____mol•L^-1•min^-1。

（4）在恒容密闭容器中，加入足量的MoS₂和O₂，仅发生反应：2MoS₂（s）+7O₂（g）2MoO₃（s）+4SO₂（g）   △H。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示。

①△H____（填“＞”“＜”或“=”）0；比较p₁、p₂、p₃的大小：___。

②若初始时通入7.0molO₂，P₂为7.0kPa，则A点平衡常数K_p=___（用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可）。压强为p₁，温度为1100K时，平衡常数K_p′___（填“＞”“＜”或“=”）K_p。

Answer

△H=2△H1+2△H2+△H3 ab = 0.05 mol•L-1•min-1 < P1>P2>P3 >

【解析】

（1）可以利用盖斯定律进行推导；

（2）①选择可判断平衡状态的物理量要满足在平衡之前是可变量②本题因为平衡常数的表达式恰好是S2浓度的形式，可根据温度不变，K不变的方法来解决；

（3）在恒容条件下，起始与平衡时气体的压强比等于气体的物质的量比，来求出S2的消耗量；

（4）压强一定时，随着升高温度O2的转化率下降，可根据移动方向来判断；对于平衡常数的计算，要根据三段式算出平衡时各个气体的物质的量，再根据信息列出常数表达式。

（1）①MoS2（s）Mo（s）+S2（g） △H1

②S2（g）+2O2（g）2SO2（g） △H2

③2Mo（s）+3O2（g）2MoO3（s） △H3

将方程式2×①+2×②+③得方程式2MoS2（s）+7O2（g）2MoO3（s）+4SO2（g），

△H=2△H1+2△H2+△H3；

答案为：△H=2△H1+2△H2+△H3；

（2）①恒温恒容条件下，反应MoS2（s）Mo（s）+S2（g），是个气体分子数增多的反应。对于a，根据，在反应的进行过程中，气体的质量不断增大，即m不断增大，恒容条件，即V不变，不断增大，当平衡时m不变，不再变化，所以可以作为平衡依据；对于b，因为气体只有S2，所以反应开始后气体的相对分子质量一直是S2的相对分子质量，因此反应无论平平衡或不平衡均是S2的相对分子质量，b正确；对于c，MoS2是固体，不影响平衡移动，c错误。综合所述选a和b。

②根据,因为温度不变，K值不变，所以再次平衡时 ；

（3）设达到平衡时消耗的S2物质的量为x，根据三段式可列出：

在恒容条件下，起始与平衡时气体的压强比等于气体的物质的量比，即

解得

（4）①根据图知，压强一定时，随着升高温度O2的转化率下降，说明升高温度平衡逆向移动，而升高温度平衡向吸热方向移动，因此逆向反应是吸热反应，那么正向反应是放热反应，△H<0；该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，因此增大压强平衡正向移动，则压强越高，氧气的转化率越高，故；

②已知A点的O2的转化率为50%，转化的氧气为，可列出三段式如下：

反应后气体的总物质的量为：n(总)=n(O2)+n(SO2)=3.5mol+2.0mol=5.5mol，；该反应△H<0，则温度越高越小，与压强无关，因此。