Question

【題目】H2S 在金屬離子的鑒定分析、煤化工等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。請(qǐng)回答：

（一）H2S 是煤化工原料氣脫硫過程的重要中間體。反應(yīng)原理為

①COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H=+7kJ/mol

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

已知斷裂 1mol 氣態(tài)分子中的化學(xué)鍵所需能量如下表所示。

分子	COS(g)	H2(g)	CO(g)	H2S(g)	H2O(g)	CO2(g)
能量/kJ/mol	1310	442	x	678	930	1606

（1）計(jì)算表中 x=____________。

（2）向VL容積不變的密閉容器中充入1molCOS(g)、amolH2(g)和1molH2O(g)，發(fā)生上述兩個(gè)反應(yīng)，其他條件不變時(shí)，容器內(nèi)CO的平衡體積分?jǐn)?shù)與溫度（T）的關(guān)系如下圖所示。

已知：TIK時(shí)測(cè)得平衡體系中COS為0.80mol，H2為0.85mol。

① 隨著溫度的升高，CO的平衡體積分?jǐn)?shù)增大，理由是____________。

② a=______。T1K時(shí)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為_______

③ T1K 時(shí)容器內(nèi)總壓強(qiáng)為pMPa，用氣體分壓代替氣體濃度計(jì)算反應(yīng)l 壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp＝____氣體組分的分壓=總壓強(qiáng)×（氣體組分的物質(zhì)的量/氣體總物質(zhì)的量）（結(jié)果保留2位小數(shù)）。

（3）少量的羰基硫（COS）用氫氧化鈉溶液處理的過程如下（部分產(chǎn)物已略去）:

下圖是反應(yīng)Ⅱ中，在不同溫度下，反應(yīng)時(shí)間與H2產(chǎn)量的關(guān)系圖（Na2S的初始含量為3mol),

① Na2S溶液顯_______（“酸性”或“堿性”）。

② 判斷Tl、T2、T3的大小：_______。

（二）H2S 用于金屬離子的鑒定。

（4）已知：25℃時(shí)，K(sp)(SnS)= 1.0×10－25, K(sp)(CdS)= 8.0×10－27。該溫度下，向濃度均為0.1mol/L的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通入H2S，當(dāng)Sn2+開始沉淀時(shí)，溶液中c(Cd2+)=______（溶液體積變化忽略不計(jì)）。

Answer 1

【答案】 1076 反應(yīng)i為吸熱反應(yīng)，身高溫度，平衡正向移動(dòng)，CO的平衡體積分?jǐn)?shù)增大。反應(yīng)ii為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，CO的平衡體積分?jǐn)?shù)也增大 1 20% 0.044 堿性 T3>T2>T1 8.0×10-3mol/L

【解析】（1）根據(jù)反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-42kJ/mol =反應(yīng)為的鍵能之和-生成物的鍵能之和=（x+930）-（1606+442），解得x=1076，故答案為：1076；

（2）①、① COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H=+7kJ/mol ，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，CO的平衡體積分?jǐn)?shù)增大，②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-42kJ/mol，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，CO的平衡體積分?jǐn)?shù)也增大，故答案為：反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，CO的平衡體積分?jǐn)?shù)增大。反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，CO的平衡體積分?jǐn)?shù)也增大；

② COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)

起始（mol）1 a 0 0

反應(yīng) 0.2 0.2 0.2 0.2

平衡 0.8 a-0.2 0.2 0.2

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始（mol）0.2 1 0 a-0.2

反應(yīng) x x x x

平衡 0.2-x 1-x x a-0.2+x

則a-0.2+x=0.85，根據(jù)圖像，平衡時(shí)CO的平衡體積分?jǐn)?shù)為5%，因此5%=×100%，解得a=1，x=0.05，COS的平衡轉(zhuǎn)化率×100%=20%，故答案為：1；20%；

③根據(jù)上述計(jì)算可知COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) 平衡時(shí)的物質(zhì)的量分別為COS0.8mol，H20.85mol，H2S 0.2mol，CO0.15mol，氣體的總物質(zhì)的量為3mol，Kp＝=0.044，故答案為：0.044；

（3）① Na2S屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，水解溶液顯堿性，故答案為：堿性；

②由圖可知，溫度高的反應(yīng)速率大，則反應(yīng)的時(shí)間短，則T3>T2>T1，故答案為：T3>T2>T1；

（4）根據(jù)K(sp)(SnS)= 1.0×10－25，當(dāng)Sn2+開始沉淀時(shí)，溶液中c(S2-)= =1.0×10－24mol/L，此時(shí)溶液中c(Cd2+)== 8.0×10-3mol/L，故答案為： 8.0×10-3mol/L。