Question

【题目】H2S在金属离子的鉴定分析、煤化工等领域都有着重要应用。回答下列问题：

I.工业上一种制备H2S的方法是在催化剂、高温条件下，用天然气与SO2反应，同时还生成两种能参与大气循环的氧化物。

（1）该反应的化学方程式为___。

II.H2S可用于检测和沉淀金属阳离子。

（2）由H2S制得的水溶液为氢硫酸，向氢硫酸中滴加少量的硫酸铜溶液，溶液中___(填“增大”或“减小”)。

（3）已知：25℃时，Ksp(SnS)=1.0×10-25，Ksp(CdS)=8.0×10-27。该温度下，向浓度均为0.1mol·L-1的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通入H2S，当Sn2+开始沉淀时，溶液中c(Cd2+)=___(溶液体积变化忽略不计)。

III.H2S是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体，反应原理如下：

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：断裂1mol分子中的化学键所需吸收的能量如下表所示：

表中x=___。

（5）向10L溶积不变的密闭容器中充入1molCOS(g)、1molH2(g)和1molH2O(g)，进行上述两个反应。

①随着温度升高，CO的平衡体积分数___(填“增大”或“减小”)，其原因是___。

②T1℃时，测得平衡时体系中COS的物质的量为0.80mol，CO的体积分数为5%。则该温度下，达到平衡时H2的物质的量为___；反应i的平衡常数为___(保留两位有效数字)。

Answer 1

【答案】4SO2+3CH44H2S+3CO2+2H2O 减小 8.0×10-3mol/L 1076 增大 反应i为吸热反应，升高温度，化学平衡向正反应方向进行，CO的体积分数增大，反应ii为放热反应，升高温度化学平衡向逆反应方向移动，CO的体积分数也增大 0.85mol 0.044

【解析】

I．(1)工业上一种制备H2S的方法是在催化剂、高温条件下，用天然气与SO2反应，同时生成两种能参与大气循环的氧化物，从元素角度考虑，这两种氧化物为CO2和H2O，反应产生H2S；

II．(2)H2S的第一步电离产生H+和HS-，Cu2+与HS-反应生成CuS沉淀和H2S，据此分析判断；

(3)根据溶度积常数计算；

III．(4)根据盖斯定律计算，△H=反应物总键能-生成物总键能；

(5)①根据方程式和图象分析，升高温度，CO的平衡体积分数增大，升高温度使化学反应平衡向吸热方向进行；

②T1℃时，测得平衡时体系中COS的物质的量为0.80mol，此时CO的平衡体积分数为5%，根据方程式计算平衡时H2的物质的量，将各组分平衡浓度代入平衡常数表达式计算反应i的平衡常数。

I．(1)工业上一种制备H2S的方法是在催化剂、高温条件下，用天然气与SO2反应，同时生成两种能参与大气循环的氧化物，从元素角度考虑，这两种氧化物为CO2和H2O，反应产生H2S，则该反应的化学方程式为：4SO2+3CH44H2S+3CO2+2H2O，故答案为：4SO2+3CH44H2S+3CO2+2H2O；

II．(2)H2S的第一步电离产生H+和HS-，是不完全电离，Cu2+与HS-反应生成CuS沉淀和H2S，则溶液中减小，故答案为：减小；

(3)向浓度均为0.1mol/L的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通入H2S，当Sn2+开始沉淀时，溶液中c（S2-）==1.0×10-24mol/L，则溶液中c(Cd2+)==8.0×10-3mol/L，故答案为：8.0×10-3mol/L；

III．(4)根据反应i：COS（g）+H2（g）H2S（g）+CO（g）△H=+7kJ/mol，由△H=反应物的总键能-生成物的总键能可得，△H=1319+442-678-x=7，可得x=1076，故答案为：1076；

(5)①根据方程式和图象分析，升高温度，CO的平衡体积分数增大，升高温度使化学反应平衡向吸热方向进行，反应i为吸热反应，升高温度，化学平衡向正反应方向进行，CO的体积分数增大，反应ii为放热反应，升高温度化学平衡向逆反应方向移动，CO的体积分数增大，综合两个反应考虑，CO的体积分数随着温度升高而增大，故答案为：增大；反应i为吸热反应，升高温度，化学平衡向正反应方向进行，CO的体积分数增大，反应ii为放热反应，升高温度化学平衡向逆反应方向移动，CO的体积分数也增大；

②T1℃时，测得平衡时体系中COS的物质的量为0.80mol，此时CO的平衡体积分数为5%，反应起始时，向10L容积不变的密闭容器中充入1mol COS（g）、1mol H2（g）和1mol H2O（g），则COS的平衡转化率为α=×100%=20%，则

反应i的方程式：

反应ii的方程式：

CO的平衡体积分数为5%，则0.2-x=3×5%，可得x=0.05，则平衡时c(COS)==0.08mol/L，c(H2)=mol/L=0.085mol/L，n(H2)= 0.085mol/L×10L=0.85mol，因此反应i的化学平衡常数为，故答案为：0.85mol；0.044。