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解答题-原理综合题 困难0.15 引用1 组卷214
苯基硫醇()又叫苯硫酚,是一种医药中间体,工业制备原理如下:
主反应: (g)+H2S(g) (g)+HCl(g)          ΔH=-16.8kJ ·mol-1
副反应: (g)+H2S(g) (g)+HCl(g)+S8(g)          ΔH =-45.8 kJ ·mol-1
回答下列问题:
(1)一定温度下,相同时间内,苯基硫醇浓度增大的程度明显高于苯,其原因可能是主反应的活化能较___________(填“大”或“小”)。
(2)T℃时,在容积为5L的恒容密闭容器中,充入物质的量均为2mol的氯苯和硫化氢,发生上述主反应和副反应,达到平衡时苯基硫醇的物质的量分数为25%,平衡时总压是初始总压的倍。
①平衡时苯的浓度为___________mol·L-1
②主反应Kp=___________(列出算式)。
(3)恒容密闭容器中,在投料比 =1的条件下,测得苯基硫醇和苯的收率()在相同时间内随温度的变化如下图所示:

①温度小于590℃,苯基硫醇的收率随温度升高而增大的可能原因是___________
②590℃时,副反应未达到平衡,理由是___________
③645℃时,H2S中硫原子的物质的量是S8中硫原子的物质的量___________倍。
(4)反应 (g) (g) +S8(g)的ΔH =___________kJ ·mol-1,恒温恒容条件下,该分解反应达到平衡时,增大反应物苯基硫醇的浓度,再次达到平衡后,苯基硫醇的转化率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
2023·山西大同·三模
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H2作为一种清洁能源,被视为未来的能源媒介。目前,工业上H2的大规模生产多采用甲烷的重整。镍基催化剂作用下,CH4与H2O重整制备水煤气的反应原理如下:
主反应:CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H
副反应1:CO(g)+ H2O(g) CO2(g) +H2(g) △H1=-41.2 kJ·mol-1
副反应2:CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) △H2=+165 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)△H = _______;已知主反应分两步进行且第二步反应为NiCH2+NiOCO+H2+2Ni,则第一步反应的化学方程式为_____
(2)恒压密闭容器中,CH4(g)和H2O(g)按投料比为1 : 3发生催化重整制备水煤气。测得不同温度下反应达到平衡时CH4的转化率和H2的摩尔分数(体积分数)变化曲线如图所示。

①900 °C前,升高温度,CH4的转化率变化较大,H2的摩尔分数变化较小,试分析H2的摩尔分数变化较小的主要原因是___________
②压强为p0、900 °C达到平衡时,H2O(g)的转化率为_____,CO 和CO2物质的量之比为______,主反应的平衡常数Kp=______ (Kp为用分压表示的平衡常数;p=p×物质的量分数)。
(3)在恒容密闭容器中充入一定量CH4(g)和H2O(g)发生催化重整制备水煤气的反应。
①主反应的速率方程为:v=k· c(CH4)·c(H2O),v=k·c3(H2) ·c(CO)(k、k均为速率常数,只与温度有关)。达到平衡后,升高温度,k、k变化趋势正确的是_________ (填标号)。
A.k增大,k减小
B.k、k都增大且增大的倍数相等
C.k增大的倍数小于k增大的倍数
D.k增大的倍数大于k增大的倍数
②在相同时间内,不同催化剂条件下,测得H2的产率随温度的变化曲线如图所示。则在催化剂____ (填“Ni- CeO2”或“Ni- MgO”)作用下,上述反应活化能较小。900~ 1000°C时两曲线重合的原因是___;T> 1000 °C时,H2产率均突然降低的可能原因是___(答一条即可)。
苯硫酚(C6H5- SH)是一种用途广泛的有机合成中间体。工业上常用氯苯(C6H5-C1)和硫化氢(H2S)反应来制备苯硫酚,但会有副产物苯(C6H6)生成。
I.C6H5 -Cl(g)+H2S(g) C6H5-SH(g)+HCl(g) H1=- 16.8 kJ/mol
II.C6H5-Cl(g)+H2S(g)=C6H6(g)+HCl(g)+S8(g) H2
反应II的焓变不易测量,现查表得如下数据:
III.C6H5-SH(g) = C6H6(g)+S8(g) H3=-29.0 kJ/mol
请回答:
(1)将一定量的 C6H5-Cl和H2S的混合气体充入恒容的密闭容器中,控制反应温度为T (假设只发生反应I),下列可以作为反应I达到平衡的判据是____________
A.气体的压强不变             B.平衡常数不变
C.(H2S)=(HCl) D.容器内气体密度不变
(2)反应II为不可逆反应,请简述理由___________
(3)现将一定量的 C6H5-Cl和H2S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1和图2。

①图1显示温度较低时C6H5-Cl浓度的增加程度大于C6H6的主要原因___________
②结合图1和图2,该模拟工业生产制备C6H5-Cl的适宜条件为___________
③590℃时,C6H5-Cl和H2S混合气体(体积比为2:5,总物质的量为a mol,在V L的固定容积中进行反应,达到平衡时,测得容器中C6H5-Cl的物质的量为mol,C6H6的物质的量为mol,则该温度下反应I的平衡常数为___________(保留两位有效数字)。
④一定量的C6H5-Cl和H2S在恒温恒容条件下发生反应, 画出产物C6H5-SH的物质的量浓度随时间变化的曲线图_______

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