Question

【題目】石油產(chǎn)品中除含有H2S外，還含有各種形態(tài)的有機(jī)硫，如COS、CH3SH。回答下列問(wèn)題：

（1）CH3SH(甲硫醇)的電子式為__。

（2）一種脫硫工藝為：真空K2CO3—克勞斯法。

①K2CO3溶液吸收H2S的反應(yīng)為K2CO3+H2S=KHS+KHCO3，該反應(yīng)的平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)值為lgK=__(已知：H2CO3lgKa1=-6.4，lgKa2=-10.3；H2SlgKa1=-7，lgKa2=-19)；

②已知下列熱化學(xué)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

克勞斯法回收硫的反應(yīng)為SO2和H2S氣體反應(yīng)生成S(s)，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__。

（3）Dalleska等人研究發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)酸溶液中可用H2O2氧化COS。該脫除反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。

（4）COS水解反應(yīng)為COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) △H=-35.5kJ·mol-1，用活性α—Al2O3催化，在其它條件相同時(shí)，改變反應(yīng)溫度，測(cè)得COS水解轉(zhuǎn)化率如圖1所示；某溫度時(shí)，在恒容密閉容器中投入0.3molH2O(g)和0.1molCOS(g)，COS的平衡轉(zhuǎn)化率如圖2所示。

①活性α—Al2O3催化水解過(guò)程中，隨溫度升高COS轉(zhuǎn)化率先增大后又減小的原因可能是__，為提高COS的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是__；

②由圖2可知，P點(diǎn)時(shí)平衡常數(shù)K=__。

Answer 1

【答案】 3.3 2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H=-362kJ·mol-1 COS+4H2O2=CO2+H2SO4+3H2O 開始溫度低，催化劑活性小，到160℃活化劑活性最大，繼續(xù)升溫，催化劑活性降低且平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 控制溫度約160℃并增大 0.0476

【解析】

(1)CH3SH (甲硫醇)是共價(jià)化合物，硫原子形成兩個(gè)共價(jià)鍵，碳原子形成四個(gè)共價(jià)鍵；

(2)①K2CO3溶液吸收H2S的反應(yīng)為K2CO3+H2S=KHS+KHCO3，該反應(yīng)的平衡常數(shù)；

②蓋斯定律計(jì)算b×3-a得到克勞斯法回收硫的反應(yīng)為SO2和H2S氣體反應(yīng)生成S(s)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；

(3)強(qiáng)酸溶液中可用H2O2氧化COS生成硫酸、二氧化碳和水；

(4)①圖1活性α-Al2O3催化水解，催化劑與溫度有一個(gè)臨界點(diǎn)，高于這個(gè)臨界點(diǎn)，催化劑活性降低；

②結(jié)合三行計(jì)算列式計(jì)算，P點(diǎn)時(shí)COS轉(zhuǎn)化率30%，計(jì)算得到平衡物質(zhì)的量，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，可以用物質(zhì)的量代替平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)。

(1)CH3SH (甲硫醇)是共價(jià)化合物，硫原子形成兩個(gè)共價(jià)鍵，碳原子形成四個(gè)共價(jià)鍵，電子式為：，故答案為：；

(2)①K2CO3溶液吸收H2S的反應(yīng)為K2CO3+H2S=KHS+KHCO3，該反應(yīng)的平衡常數(shù)，lgK=LgKa1(H2S)-lgKa2(H2CO3)=-7-(-10.3)=3.3，

故答案為：3.3；

②已知下列熱化學(xué)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

蓋斯定律計(jì)算得到克勞斯法回收硫的反應(yīng)為SO2和H2S氣體反應(yīng)生成S(s)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)△H=-362kJ·mol-1，故答案為：2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)△H=-362kJ·mol-1；

(3)Dalleska 等人研究發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)酸溶液中可用H2O2氧化COS，該脫除反應(yīng)的化學(xué)方程式為COS+4H2O2=CO2+H2SO4+3H2O，故答案為：COS+4H2O2=CO2+H2SO4+3H2O；

(4)①圖1活性α-Al2O3催化水解，催化劑與溫度有一個(gè)臨界點(diǎn)，高于這個(gè)臨界點(diǎn)，催化劑活性降低，由圖可知：開始溫度低，催化劑活性小，到160℃活化劑活性最大，繼續(xù)升溫，催化劑活性降低且平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；COS 水解反應(yīng)為COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g)△H=-35.5 KJ/mol，平衡正向進(jìn)行結(jié)合影響平衡因素溫度、壓強(qiáng)、濃度分析可知，壓強(qiáng)改變不影響化學(xué)平衡，所以增加水蒸氣的濃度，升溫平衡逆向進(jìn)行，COS轉(zhuǎn)化率減小，到160℃活化劑活性最大所以需要控制溫度160°C，故答案為：開始溫度低，催化劑活性小，到160℃活化劑活性最大，繼續(xù)升溫，催化劑活性降低且平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；控制溫度約160℃并增大；

②P點(diǎn)時(shí)COS轉(zhuǎn)化率30%，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，可以用物質(zhì)的量代替平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)，

平衡常數(shù)，故答案為：0.0476。