【題目】H2S在金屬離子的鑒定分析、煤化工等領域都有重要應用。請回答:

.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。

(1)該反應的化學方程式為_____________

.H2S可用于檢測和沉淀金屬陽離子。

(2)H2S的第一步電離方程式為________

(3)已知:25 ℃時,Ksp(SnS)1.0×1025,Ksp(CdS)8.0×1027。該溫度下,向濃度均為0.1 mol·L1CdCl2SnCl2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)。

.H2S是煤化工原料氣脫硫過程的重要中間體。反應原理為

.COS(g)H2(g) H2S(g)CO(g) ΔH=+7 kJ·mol1;

.CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) ΔH=-42 kJ·mol1。

(4)已知:斷裂1 mol分子中的化學鍵所需吸收的能量如表所示。

分子

COS(g)

H2(g)

CO(g)

H2S(g)

H2O(g)

CO2(g)

能量/(kJ·mol1)

1 319

442

x

678

930

1 606

表中x________。

(5)10 L容積不變的密閉容器中充入1 mol COS(g)、1 mol H2(g)1 mol H2O(g),進行上述兩個反應。其他條件不變時,體系內CO的平衡體積分數(shù)與溫度(T)的關系如圖所示。

①隨著溫度升高,CO的平衡體積分數(shù)_____(增大減小”)。原因為_______

T1℃時,測得平衡時體系中COS的物質的量為0.80 mol。則該溫度下,COS的平衡轉化率為_____;反應ⅰ的平衡常數(shù)為_____(保留兩位有效數(shù)字)。

【答案】4SO23CH44H2S3CO22H2O H2SHHS 8.0×103mol·L1 1076 增大 反應ⅰ為吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動,CO的平衡體積分數(shù)增大;反應ⅱ為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,CO的平衡體積分數(shù)也增大 20% 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CO2H2O,反應產生H2S;

II.(2H2S的第一步電離產生H+HS-,是不完全電離;

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;

T1℃時,測得平衡時體系中COS的物質的量為0.80mol,此時CO的平衡體積分數(shù)為5%,根據(jù)方程式計算COS的平衡轉化率,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CO2H2O,反應產生H2S,則該反應的化學方程式為:4SO2+3CH4═4H2S+3CO2+2H2O;

II.(2H2S的第一步電離產生H+HS-,是不完全電離,則H2S的第一步電離方程式為:H2SH++HS-;

3)向濃度均為0.1mol/LCdCl2SnCl2的混合溶液中通入H2S,當Sn2+開始沉淀時,溶液中cS2-===1.0×10-24mol/L,則溶液中cCd2+===8.0×10-3mol/L;

III.(4)根據(jù)反應iCOSg+H2gH2Sg+COgH=+7kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,H=1319+442-678-x=7,可得x=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;

T1℃時,測得平衡時體系中COS的物質的量為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1molCOSg)、1molH2g)和1molH2Og),則COS的平衡轉化率為α=×100%=20%;

反應i的方程式:COSg+H2gH2Sg+COg),

起始(mol 1 1 0 0

轉化(mol 0.2 0.2 0.2 0.2

平衡(mol 0.8 0.8 0.2 0.2

反應ii的方程式:COg+H2OgCO2g+H2g

起始(mol 0.2 1 0 0.8

轉化(mol x x x x

平衡(mol 0.2-x 1-x x 0.8+x

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cCOS==0.08mol/L,cH2=mol/L=0.085mol/LcH2S==0.02mol/L,cCO=mol/L=0.015mol/L,因此反應i的化學平衡常數(shù)為K1===0.044。

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②向容量瓶中加水至液面接近瓶頸上的刻度線1-2cm

③根據(jù)計算,用量筒稱取一定體積的濃鹽酸

④將容量瓶蓋緊,振蕩,搖勻

⑤將濃鹽酸倒入燒杯中加水稀釋,并不斷用玻璃棒攪拌,靜置待其冷卻

⑥將溶液用玻璃棒引流注入查漏過的容量瓶中

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