Question

【题目】硫的化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。

Ⅰ．羰基硫(O=C=S)广泛存在于以煤为原料制备的各种化工原料气中，能引起催化剂中毒、大气污染等。羰基硫的水解和氢解是两种常用的脱硫方法，其反应式分别为：

a．水解反应：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1=-35 kJ/mol

b．氢解反应：COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2

已知：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H3=-42kJ/mol

(1)完成上述氢解反应的热化学方程式：______。

(2)一定条件下，密闭容器中发生反应a，其中COS(g)的平衡转化率(α)与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中，v(COS)=v(H2S)的是______(填字母)。

(3)反应b的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示，其中表示正反应的平衡常数(K正)的是______(填“A”或“B”)。

(4)T1℃时，向容积为10L的恒容密闭容器中充入2molCOS(g)和2molH2(g)，发生反应b，则：COS的平衡转化率为______。

Ⅱ．矿石冶炼与含硫化合物有关。

(5)将冰铜矿(主要为Cu2S和FeS相熔合而成)加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼：Cu2S被氧化为Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程中发生反应的化学方程式分别是：___________；___________。

(6)废气中的SO2可用NaOH溶液吸收，吸收SO2后的碱性溶液还可用于Cl2的尾气处理，吸收Cl2后的溶液仍呈强碱性。

①吸收Cl2后的溶液中一定存在的阴离子有OH-、______。

②吸收Cl2后的溶液中可能存在SO32-，取该溶液于试管中，滴加黄色的溴水，得到无色溶液。此实验不能证明溶液中含有SO32-，理由是___________。

Answer 1

【答案】COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)△H=+7kJ/mol ABC A 50% 2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2 2Cu2O+Cu2S6Cu+2SO2↑ SO42-、Cl- NaOH溶液能跟溴单质反应，使溶液呈无色

【解析】

(1)根据盖斯定律，将①-②，整理可得相应反应的热化学方程式；

(2)化学方程式中相应物质的计量数的比等于物质的反应速率比；

(3)该反应的正反应是吸热反应，则逆反应是放热反应，升高温度平衡正向移动，导致正反应平衡常数增大；

(4)T1℃时，正逆平衡常数相等，正逆反应平衡常数互为倒数，则该温度下正逆反应平衡常数为1，开始时c(H2)=c(COS)==0.2mol/L，设COS的平衡转化率为x，

可逆反应 COS(g) + H2(g)H2S(g) + CO(g)

开始(mol/L)0.2 0.2 0 0

反应(mol/L)0.2x 0.2x 0.2x 0.2x

平衡(mol/L)0.2-0.2x 0.2-0.2x 0.2x 0.2x

化学平衡常数K==1据此计算x；

(5)Cu2S被氧化为Cu2O：2Cu2S+3O2 2Cu2O+2SO2；Cu2O与Cu2S反应：2Cu2O+Cu2S 6Cu+2SO2↑；

(6)氯气具有强氧化性，SO32-中+4价的硫具有还原性，氯气与SO32-会发生氧化还原反应；溶液显碱性时能与溴水反应，不能确定溴水与SO32-会发生氧化还原反应。

(1)①COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1=-35 kJ/mol

②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H3=-42kJ/mol

将方程式①-②整理可得COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2=+7kJ/mol；

(2)根据方程式COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)可知，COS和H2S的化学计量数相等，则二者化学反应速率相等，与反应是否达到平衡状态无关，也与反应温度无关，故合理选项是ABC；

(3)该反应的正反应是吸热反应，则逆反应是放热反应，升高温度平衡正向移动，导致正反应平衡常数增大，

故选A；

(4)T1℃时，正逆平衡常数相等，正逆反应平衡常数互为导致，则该温度下正逆反应平衡常数为1，

开始时c(H2)=c(COS)==0.2mol/L，设COS的平衡转化率为x，

可逆反应 COS(g) + H2(g)H2S(g) + CO(g)

开始(mol/L)0.2 0.2 0 0

反应(mol/L)0.2x 0.2x 0.2x 0.2x

平衡(mol/L)0.2-0.2x 0.2-0.2x 0.2x 0.2x

化学平衡常数K==1，解得x=0.5=50%；

(5)Cu2S被氧化为Cu2O：2Cu2S+3O2 2Cu2O+2SO2；Cu2O与Cu2S反应：2Cu2O+Cu2S6Cu+2SO2↑；

(6)①吸收SO2后的碱性溶液还可用于Cl2的尾气处理，亚硫酸钠与氯气发生氧化还原反应生成硫酸钠和盐酸，则吸收Cl2后的溶液中一定存在的阴离子有OH-、SO42-、Cl-；

②滴加黄色的溴水，得到无色溶液，此实验不能证明溶液中含有SO32-，理由是NaOH溶液能跟溴单质反应，使溶液呈无色。