Question

【題目】H2S在金屬離子的鑒定分析、煤化工等領域都有著重要應用。回答下列問題：

I.工業(yè)上一種制備H2S的方法是在催化劑、高溫條件下，用天然氣與SO2反應，同時還生成兩種能參與大氣循環(huán)的氧化物。

（1）該反應的化學方程式為___。

II.H2S可用于檢測和沉淀金屬陽離子。

（2）由H2S制得的水溶液為氫硫酸，向氫硫酸中滴加少量的硫酸銅溶液，溶液中___(填“增大”或“減小”)。

（3）已知：25℃時，Ksp(SnS)=1.0×10-25，Ksp(CdS)=8.0×10-27。該溫度下，向濃度均為0.1mol·L-1的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通入H2S，當Sn2+開始沉淀時，溶液中c(Cd2+)=___(溶液體積變化忽略不計)。

III.H2S是煤化工原料氣脫硫過程的重要中間體，反應原理如下：

i.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H=+7kJ·mol-1；

ii.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=－42kJ·mol-1。

（4）已知：斷裂1mol分子中的化學鍵所需吸收的能量如下表所示：

表中x=___。

（5）向10L溶積不變的密閉容器中充入1molCOS(g)、1molH2(g)和1molH2O(g)，進行上述兩個反應。

①隨著溫度升高，CO的平衡體積分數(shù)___(填“增大”或“減小”)，其原因是___。

②T1℃時，測得平衡時體系中COS的物質(zhì)的量為0.80mol，CO的體積分數(shù)為5%。則該溫度下，達到平衡時H2的物質(zhì)的量為___；反應i的平衡常數(shù)為___(保留兩位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】4SO2+3CH44H2S+3CO2+2H2O 減小 8.0×10-3mol/L 1076 增大 反應i為吸熱反應，升高溫度，化學平衡向正反應方向進行，CO的體積分數(shù)增大，反應ii為放熱反應，升高溫度化學平衡向逆反應方向移動，CO的體積分數(shù)也增大 0.85mol 0.044

【解析】

I．(1)工業(yè)上一種制備H2S的方法是在催化劑、高溫條件下，用天然氣與SO2反應，同時生成兩種能參與大氣循環(huán)的氧化物，從元素角度考慮，這兩種氧化物為CO2和H2O，反應產(chǎn)生H2S；

II．(2)H2S的第一步電離產(chǎn)生H+和HS-，Cu2+與HS-反應生成CuS沉淀和H2S，據(jù)此分析判斷；

(3)根據(jù)溶度積常數(shù)計算；

III．(4)根據(jù)蓋斯定律計算，△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能；

(5)①根據(jù)方程式和圖象分析，升高溫度，CO的平衡體積分數(shù)增大，升高溫度使化學反應平衡向吸熱方向進行；

②T1℃時，測得平衡時體系中COS的物質(zhì)的量為0.80mol，此時CO的平衡體積分數(shù)為5%，根據(jù)方程式計算平衡時H2的物質(zhì)的量，將各組分平衡濃度代入平衡常數(shù)表達式計算反應i的平衡常數(shù)。

I．(1)工業(yè)上一種制備H2S的方法是在催化劑、高溫條件下，用天然氣與SO2反應，同時生成兩種能參與大氣循環(huán)的氧化物，從元素角度考慮，這兩種氧化物為CO2和H2O，反應產(chǎn)生H2S，則該反應的化學方程式為：4SO2+3CH44H2S+3CO2+2H2O，故答案為：4SO2+3CH44H2S+3CO2+2H2O；

II．(2)H2S的第一步電離產(chǎn)生H+和HS-，是不完全電離，Cu2+與HS-反應生成CuS沉淀和H2S，則溶液中減小，故答案為：減��；

(3)向濃度均為0.1mol/L的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通入H2S，當Sn2+開始沉淀時，溶液中c（S2-）==1.0×10-24mol/L，則溶液中c(Cd2+)==8.0×10-3mol/L，故答案為：8.0×10-3mol/L；

III．(4)根據(jù)反應i：COS（g）+H2（g）H2S（g）+CO（g）△H=+7kJ/mol，由△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能可得，△H=1319+442-678-x=7，可得x=1076，故答案為：1076；

(5)①根據(jù)方程式和圖象分析，升高溫度，CO的平衡體積分數(shù)增大，升高溫度使化學反應平衡向吸熱方向進行，反應i為吸熱反應，升高溫度，化學平衡向正反應方向進行，CO的體積分數(shù)增大，反應ii為放熱反應，升高溫度化學平衡向逆反應方向移動，CO的體積分數(shù)增大，綜合兩個反應考慮，CO的體積分數(shù)隨著溫度升高而增大，故答案為：增大；反應i為吸熱反應，升高溫度，化學平衡向正反應方向進行，CO的體積分數(shù)增大，反應ii為放熱反應，升高溫度化學平衡向逆反應方向移動，CO的體積分數(shù)也增大；

②T1℃時，測得平衡時體系中COS的物質(zhì)的量為0.80mol，此時CO的平衡體積分數(shù)為5%，反應起始時，向10L容積不變的密閉容器中充入1mol COS（g）、1mol H2（g）和1mol H2O（g），則COS的平衡轉化率為α=×100%=20%，則

反應i的方程式：

反應ii的方程式：

CO的平衡體積分數(shù)為5%，則0.2-x=3×5%，可得x=0.05，則平衡時c(COS)==0.08mol/L，c(H2)=mol/L=0.085mol/L，n(H2)= 0.085mol/L×10L=0.85mol，因此反應i的化學平衡常數(shù)為，故答案為：0.85mol；0.044。