Question

【题目】COS 和H2S 是许多煤化工产品的原料气。已知：

Ⅰ.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) ΔH=X kJ·mol-1；

I.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-42 kJ·mol-1；

（1）断裂1mol分子中的化学键所需吸收的能量如下表所示：

分子	COS(g)	H2(g)	CO(g)	H2S(g)	H2O(g)	CO2(g)
能量/kJ·mol-1	1321	440	1076	680	930	1606

则X=_____________________。

（2）向10 L容积不变的密闭容器中充入1mol COS(g)、1mol H2(g)和1mol H2O(g)，进行上述两个反应，在某温度下达到平衡，此时CO的体积分数为4%，且测得此时COS的物质的量为0.80mol，则该温度下反应I的平衡常数为_________________（保留两位有效数字）

（3）现有两个相同的2 L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器M、N，在M 中充入1mol CO和1molH2O，在N 中充入1molCO2和1molH2，均在700℃下开始按Ⅱ进行反应。达到平衡时，下列说法正确的是_________。

A.两容器中CO 的物质的量M>N

B.两容器中正反应速率M

C.容器M 中CO的转化率与容器N 中CO2的转化率之和小于1

D.两容器中反应的平衡常数M>N

（4）氢硫酸、碳酸均为二元弱酸，其常温下的电离常数如下表：

	H2CO3	H2S
Ka1	4.4× 10-7	1.3×10-7
Ka2	4.7× 10-11	7.1×10-15

煤的气化过程中产生的H2S 可用足量的Na2CO3溶液吸收，该反应的离子方程式为______________；常温下，用100mL0.2mol·L-1InaOH溶液吸收448mL（标况）H2S气体，反应后溶液中离子浓度从大到小的顺序为__________________________________。

（5）25℃时，用Na2S沉淀Cu2+、Sn2+两种金属离子 (M2+)，所需S2-最低浓度的对数值1gc(S2-)与Igc(M2+)的关系如右图所示，请回答：

①25℃时Ksp(CuS)=_______________。

②25℃时向50mL的Sn2+、Cu2+浓度均为0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，当Na2S溶液加到150mL时开始生成SnS沉淀，则此时溶液中Cu2+浓度为_____________mol/L。

Answer 1

【答案】 5 0.034 AC H2S+CO32-＝HS-+HCO3－ c(Na+)＞c(HS－)＞c(OH－) ＞c(H+))＞ c(S2－) 10-35 2.5×10-13

【解析】(1) ΔH=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量=1321+440-680-1076=5 kJ·mol-1；正确答案：5。

（2） COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)

起始量 1 1 0 0

变化量 x x x x

平衡量 1-x 1- x x x

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始量 x 1 0 1- x

变化量 y y y y

平衡量 x- y 1- y y 1- x+ y

根据题给信息可知：1-x=0.8, x=0.2 mol；反应后混合气体总量为1-x+x+x-y+1-y+y+1- x+y=3mol，根据CO的体积分数为4%列方程 (0.2-y)/3=0.04, y=0.08 mol； c(H2)=(1- x+ y)/10=0.088mol/L；c(H2S)= x /10=0.02mol/L；c(CO)= (x-y)/10=0.012 mol/L； c(COS)= (1-x)/10=0.08mol/L；反应I的平衡常数为c(CO)c(H2S)/ c(H2) c(COS)= 0.012×0.02/0.08×0.088=0.034；正确答案：0.034。

(3) 由于容器M的正反应为放热反应。随着反应的进行，反应的温度升高；由于恒容绝热，升高温度，平衡左移，两容器中CO的物质的量M>N，A正确；M中温度大于N中的温度，所以两容器中正反应速率M>N，B错误；容器M中反应是从正反应方向开始的，容器N中是反应是从逆反应方向开始的，由于恒容绝热(与外界没有热量交换)，所以CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和必然小于1，C正确；容器M中反应是从正反应方向开始的，由于恒容绝热(与外界没有热量交换)，平衡左移，所以两容器中反应的平衡常数M

（4）根据电离常数可以得知酸性顺序：H2CO3>H2S>HCO3->HS-；所以H2S与Na2CO3溶液反应生成NaHS和NaHCO3；正确答案：H2S+CO32-＝HS-+HCO3－。设生成Na2S xmol和NaHS ymol，根据硫元素守恒：x+y=448×10-3/22.4 ；根据钠元素守恒：2x+y=0.1×0.2,解之x=0，y=0.02mol；所以100mL、0.2mol·L-1NaOH溶液恰好吸收448mL（标况）H2S气体生成NaHS，NaHS溶液电离大于水解过程，溶液显碱性，溶液中各离子浓度大小关系为：c(Na+)＞c(HS－)＞c(OH－) ＞c(H+))＞ c(S2－)；正确答案：c(Na+)＞c(HS－)＞c(OH－) >c(H+))＞ c(S2－)。

（5）①在25℃时，CuS饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：CuS（s）Cu2+（aq）+S2-（aq），Ksp（CuS）=c（Cu2+）×c（S2-）=10-25×10-10=10-35；正确答案：10-35。

②Ksp（SnS）= c（Sn2+）×c（S2-）=10-25×1=10-25>Ksp（CuS）=10-35，所以25℃时向50mL的Sn2+、Cu2+浓度均为0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，Cu2+先沉淀完成后，

Sn2+开始沉淀；c(Sn2+)=(50×10-3×0.01)/(200×10-3)=2.5×10-3 mol·L-1；根据Ksp（SnS）=c（S2-）×2.5×10-3=10-25，c（S2-）=4×10-23 mol·L-1 ；根据Ksp（CuS）=c（Cu2+）×4×10-23=10-35，c（Cu2+）=2.5×10-13mol·L-1；正确答案：2.5×10-13。