Question

【題目】COS 、H2S是許多煤化工產品的原料氣。已知

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

Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H =－42 kJ·mol－1；

（1）斷裂1 mol分子中的化學鍵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	1319	442	1076	678	930	1606

X=___________。

（2）向10 L容積不變的密閉容器中充入1 mol COS(g)、1 mol H2(g)和1 mol H2O(g)，進行上述兩個反應，在T10C時達到平衡，體系內CO的體積分數為5%(如下圖M點)。

請回答下列問題：

①請在圖中畫出以M為起點，從T1℃開始升溫過程中CO的平衡體積分數隨溫度變化的曲線。_____

②T1℃時，測得平衡時體系中COS的物質的量為0.80 mol，則平衡時H2O的轉化率為_________。

（3）現有兩個相同的2 L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器M、N，在M中充入1 mol CO和1 mol H2O，在N中充入1 mol CO2和1 mol H2，均在700 ℃下開始按Ⅱ進行反應。達到平衡時，下列說法正確的是_______。

A.容器M、N中正反應速率相同

B.容器M中CO的物質的量比容器N中的多

C.容器M、N中反應的平衡常數相同

D.容器M中CO的轉化率與容器N中CO2的轉化率之和小于1

（4）氫硫酸、碳酸均為二元弱酸，其常溫下的電離常數如下表：

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

煤的氣化過程中產生的H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收，該反應的離子方程式為

______________________________________；常溫下，用100mL 0.1mol·L－1NaOH溶液吸收224mL(標況)H2S氣體，反應后離子濃度從大到小順序為_____________________。

（5）25℃時，用Na2S沉淀Cu2+、Sn2+兩種金屬離子(M2+)，所需S2－最低濃度的對數值lgc(S2－)與lgc(M2+)的關系如圖所示：

①25℃時Ksp(CuS)＝__________________。

②25℃時向50.0mL Sn2+、Cu2+濃度均為0.01mol·L－1的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液到50.0mL時開始生成SnS沉淀，此時溶液中Cu2+濃度為__________mol/L。

Answer 1

【答案】 +7 5.0% B D H2S+CO32－＝HS－+HCO3－ c(Na+)＞c(HS－)＞c(OH－) ＞c(H+)＞ c(S2－) 1×10－35 5×10－13

【解析】（1）由△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能=（1319+442-678-1076）kJ·mol－1=7 kJ·mol－1，所以X=7。

（2）①由已知，反應Ⅰ的△H>0，升溫平衡右移，CO的平衡體積分數增大，反應Ⅱ的△H<0，升溫平衡左移，CO的平衡體積分數增大，所以曲線為：；②反應Ⅰ和Ⅱ都是氣體分子數不變的反應，反應前共3mol氣體，平衡時CO的體積分數（等于物質的量分數）為5%，所以CO為0.15mol，又因為平衡時體系中COS為0.80mol，所以反應Ⅰ生成CO 0.20mol，綜上，反應Ⅱ消耗CO 0.05mol，故H2O(g)反應0.05mol，則平衡時H2O的轉化率為5%。

（3）A項，在M中充入1molCO和1molH2O（g），在N中充入1molCO2和1molH2，開始時，容器M中正反應速率最大，N中正反應速率為零，因為是恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器，反應Ⅱ正方向放熱，所以達到平衡時，容器M溫度大于700℃，容器N溫度小于700℃，故容器M中正反應速率大于N中正反應速率，A錯誤；若為恒溫，則M、N等效，但兩者溫度不同，M>N，不利于容器M平衡向正反應方向移動，故容器M中CO的物質的量比N中的多，B正確；C項，M、N溫度不同，故反應的平衡常數不同，C錯誤；D項，若為恒溫，則M、N等效，容器M中CO的轉化率與容器N中CO2的轉化率之和等于1，但兩者溫度不同，平衡時，容器M溫度大于700℃，N溫度小于700℃，有利于M平衡向逆反應方向移動，有利于N平衡向正反應方向移動，故容器M中CO的轉化率相應減小，容器N中CO2的轉化率也相應減小，所以容器M中CO的轉化率與容器N中CO2的轉化率之和小于1，D正確。綜上，選BD。

（4）Ka值越大，酸性越強，故酸性：H2CO3>H2S>HCO3->HS-，H2S與足量Na2CO3溶液反應的離子方程式為：H2S+CO32-＝HS-+HCO3-；224mL(標況)H2S氣體的物質的量是0.01mol，與100mL 0.1mol·L－1NaOH溶液恰好反應生成NaHS溶液，故反應后離子濃度從大到小順序為c(Na+)＞c(HS－)＞c(OH－)＞c(H+)＞c(S2－)。

（5）①25℃時，CuS飽和溶液中存在沉淀溶解平衡：CuS（s）Cu2+（aq）+S2-（aq），所以Ksp（CuS）=c（Cu2+）×c（S2-）=10-25×10-10=10-35；②c（S2-）=Ksp（SnS）÷c（Sn2+）=10－25mol2L-2÷（0.01molL-1÷2）=2×10-23molL-1，所以c（Cu2+）=Ksp（CuS）÷c（S2-）=10－35mol2L-2÷2×10-23molL-1=5×10－13molL-1。