Question

【题目】石油产品中除含有H2S外，还含有各种形态的有机硫，如COS、CH3SH。回答下列问题：

（1）CH3SH(甲硫醇)的电子式为__。

（2）一种脱硫工艺为：真空K2CO3—克劳斯法。

①K2CO3溶液吸收H2S的反应为K2CO3+H2S=KHS+KHCO3，该反应的平衡常数的对数值为lgK=__(已知：H2CO3lgKa1=-6.4，lgKa2=-10.3；H2SlgKa1=-7，lgKa2=-19)；

②已知下列热化学方程式：

a.2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H1=-1172kJ·mol-1

b.2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H2=-632kJ·mol-1

克劳斯法回收硫的反应为SO2和H2S气体反应生成S(s)，则该反应的热化学方程式为__。

（3）Dalleska等人研究发现在强酸溶液中可用H2O2氧化COS。该脱除反应的化学方程式为__。

（4）COS水解反应为COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) △H=-35.5kJ·mol-1，用活性α—Al2O3催化，在其它条件相同时，改变反应温度，测得COS水解转化率如图1所示；某温度时，在恒容密闭容器中投入0.3molH2O(g)和0.1molCOS(g)，COS的平衡转化率如图2所示。

①活性α—Al2O3催化水解过程中，随温度升高COS转化率先增大后又减小的原因可能是__，为提高COS的转化率可采取的措施是__；

②由图2可知，P点时平衡常数K=__。

Answer 1

【答案】 3.3 2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H=-362kJ·mol-1 COS+4H2O2=CO2+H2SO4+3H2O 开始温度低，催化剂活性小，到160℃活化剂活性最大，继续升温，催化剂活性降低且平衡向逆反应方向移动 控制温度约160℃并增大 0.0476

【解析】

(1)CH3SH (甲硫醇)是共价化合物，硫原子形成两个共价键，碳原子形成四个共价键；

(2)①K2CO3溶液吸收H2S的反应为K2CO3+H2S=KHS+KHCO3，该反应的平衡常数；

②盖斯定律计算b×3-a得到克劳斯法回收硫的反应为SO2和H2S气体反应生成S(s)反应的热化学方程式；

(3)强酸溶液中可用H2O2氧化COS生成硫酸、二氧化碳和水；

(4)①图1活性α-Al2O3催化水解，催化剂与温度有一个临界点，高于这个临界点，催化剂活性降低；

②结合三行计算列式计算，P点时COS转化率30%，计算得到平衡物质的量，反应前后气体物质的量不变，可以用物质的量代替平衡浓度计算平衡常数。

(1)CH3SH (甲硫醇)是共价化合物，硫原子形成两个共价键，碳原子形成四个共价键，电子式为：，故答案为：；

(2)①K2CO3溶液吸收H2S的反应为K2CO3+H2S=KHS+KHCO3，该反应的平衡常数，lgK=LgKa1(H2S)-lgKa2(H2CO3)=-7-(-10.3)=3.3，

故答案为：3.3；

②已知下列热化学方程式：

a.2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(l)△H1=-1172KJ/mol

b.2H2S(g)+O2(g)═2S(s)+2H2O(l)△H2=-632 KJ/mol

盖斯定律计算得到克劳斯法回收硫的反应为SO2和H2S气体反应生成S(s)反应的热化学方程式：2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)△H=-362kJ·mol-1，故答案为：2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)△H=-362kJ·mol-1；

(3)Dalleska 等人研究发现在强酸溶液中可用H2O2氧化COS，该脱除反应的化学方程式为COS+4H2O2=CO2+H2SO4+3H2O，故答案为：COS+4H2O2=CO2+H2SO4+3H2O；

(4)①图1活性α-Al2O3催化水解，催化剂与温度有一个临界点，高于这个临界点，催化剂活性降低，由图可知：开始温度低，催化剂活性小，到160℃活化剂活性最大，继续升温，催化剂活性降低且平衡向逆反应方向移动；COS 水解反应为COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g)△H=-35.5 KJ/mol，平衡正向进行结合影响平衡因素温度、压强、浓度分析可知，压强改变不影响化学平衡，所以增加水蒸气的浓度，升温平衡逆向进行，COS转化率减小，到160℃活化剂活性最大所以需要控制温度160°C，故答案为：开始温度低，催化剂活性小，到160℃活化剂活性最大，继续升温，催化剂活性降低且平衡向逆反应方向移动；控制温度约160℃并增大；

②P点时COS转化率30%，反应前后气体物质的量不变，可以用物质的量代替平衡浓度计算平衡常数，

平衡常数，故答案为：0.0476。