17.油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)產(chǎn)生的廢氣普遍含有硫化氫,需要回收處理并加以利用.回答下列問題:
(1)已知下列反應(yīng)的熱化學方程式:
①2H
2S(g)?S
2(g)+2H
2(g)ΔH
1=+180kJ?mol
-1②CS
2(g)+2H
2(g)?CH
4(g)+S
2(g)ΔH
2=-81kJ?mol
-1則反應(yīng)③CH
4(g)+2H
2S(g)?CS
2(g)+4H
2(g)的ΔH
3=
kJ?mol;下列敘述能說明反應(yīng)③達到平衡狀態(tài)的是
(填標號).
A.斷裂4molC-H的同時生成2molC═S
B.恒溫恒壓條件下,混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化
C.恒溫恒容條件下,混合氣體的密度不再變化
D.v
正(H
2S)=2v
逆(CS
2)
(2)對于上述反應(yīng)①,在不同溫度、壓強為100kPa、進料H
2S的物質(zhì)的量分數(shù)為0.1%~20%(其余為Ar)的條件下,H
2S的平衡轉(zhuǎn)化率如圖1所示.T
1、T
2和T
3的大小關(guān)系為
.
(3)上述反應(yīng)①和③的ΔG隨溫度的變化如圖2所示,已知ΔG=-RTlnK(R為常數(shù),T為溫度,K為平衡常數(shù)),則在1000K時,反應(yīng)的自發(fā)趨勢:①
③(選填“>”“<”或“=”).在1000K、100kPa條件下,n(H
2S):n(CH
4):n(Ar)=3:2:15的混合氣發(fā)生反應(yīng),達到平衡時n(CS
2):n(H
2)≈1:4,n(S
2)接近于0,其原因是
.
(4)在恒溫恒壓(1000K、100kPa)條件下,n(CH
4):n(H
2S):n(Ar)=2:4:2的混合氣僅發(fā)生反應(yīng)③,達到平衡時,CS
2的分壓與CH
4的分壓相同.則H
2S的轉(zhuǎn)化率為
,反應(yīng)③的K
p=
.