Question

【題目】近期發現，H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調節神經信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能。回答下列問題：

（1）如圖是通過熱化學循環在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統原理。

通過計算，可知系統（Ⅰ）和系統（Ⅱ）制氫的熱化學方程式分別為__、__，制得等量H2所需能量較少的是__。

（2）H2S與CO2在高溫下發生反應：H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K時，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應平衡后水的物質的量分數為0.02。

①H2S的平衡轉化率α1=__%，反應平衡常數K=__。

②在620K重復試驗，平衡后水的物質的量分數為0.03，H2S的轉化率α2__α1，該反應的ΔH__0。（填“>”“<”或“=”）

③向反應器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉化率增大的是__（填標號）

A.H2S B.CO2 C.COS D.N2

Answer 1

【答案】H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286kJ·mol－1 H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20kJ·mol－1 系統（II） 2.5 2.8×10-3 > > B

【解析】

（1）系統（Ⅰ）涉及水的分解，系統（Ⅱ）涉及硫化氫的分解，利用蓋斯定律分別將系統（Ⅰ）和系統（Ⅱ）的熱化學方程式相加，可得到水、硫化氫分解的熱化學方程式，則系統（I）的熱化學方程式H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286kJ·mol－1；

系統（II）的熱化學方程式H2S （g）=H2（g）+S（s）△H=+20kJ·mol－1。

根據系統I、系統II的熱化學方程式可知：每反應產生1mol氫氣，后者吸收的熱量比前者少，所以制取等量的H2所需能量較少的是系統II。

故答案為：H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286kJ·mol－1；H2S （g）=H2（g）+S（s）△H=+20kJ·mol－1；系統（Ⅱ）；

（2）列出反應的三段式：

反應平衡后水的物質的量分數為0.02， x=0.01；

①H2S的平衡轉化率a1=×100%=2.5%，

體積為2.5L，則平衡時各物質的濃度為c（H2S）==0.156mol·L－1，c（CO2）==0.036mol·L－1，c（COS）=c（H2O）==0.004mol·L－1，則K==2.8×10-3；

故答案為：2.5%；2.8×10-3；

②610K升高到620K重復試驗，平衡后水的物質的量分數為0.03，升高溫度平衡正向移動，根據平衡移動原理：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，正方向為吸熱反應，H2S的轉化率α2>α1，該反應的ΔH>0。

故答案為：＞；＞；

③A．通入H2S ，H2S轉化率降低，故A不選；

B．通入CO2，H2S轉化率增大，故B選；

C．通入COS，平衡逆向移動，故C不選；

D．通入N2，平衡不移動，故D不選；

故選B。