問題詳情:
羰基硫(COS)廣泛存在於以煤為原料的各種化工原料氣中,能引起催化劑中毒、化學產品質量下降和大氣污染。
(1)羰基硫的水解反應和*解反應是兩種常用的脱硫方法:
水解反應:COS(g)+ H2O(g)H2S(g) +CO2(g) △H=-34 kJ·mol1
*解反應:COS(g) +H2(g) H2S(g)+CO(g) △H=+7 kJ·mol1。
已知:2H2(g) +O2(g)=== 2H2O(g) △H=-484 kJ·mol1。
寫出表示CO燃燒熱的熱化學方程式:______________。
(2)*解反應達到平衡後,保持體系的温度和總壓強不變,通入適量的He,正反應速率______(填“增大”“減小”或“不變”,下同),COS 的轉化率_______。
(3)某温度下,向體積為2L的恆容密閉容器中通入2molCOS(g)和4molH2O(g),發生水解反應,5 min後反應達到平衡,測得COS(g)的轉化率為75%。
回答下列問題:
①反應從起始至5 min 內,v(H2S)=_______mol·L-1·min-1。
②該温度下,上述水解反應的平衡常數K=____________。
【回答】
【*】 (1). CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283 kJ·mol-l (2). 減小 (3). 不變 (4). 0.15 (5). 1.8
【解析】
試題分析:本題考查蓋斯定律和燃燒熱表示的熱化學方程式的書寫,外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響,化學反應速率和化學平衡常數的計算。
(1)將3個反應依次編號:
COS(g)+ H2O(g)H2S(g) +CO2(g) △H=-34kJ/mol(①式)
COS(g) +H2(g) H2S(g)+CO(g) △H=+7kJ/mol(②式)
2H2(g) +O2(g)=2H2O(g) △H=-484 kJ/mol(③式)
應用蓋斯定律,將①式-②式+③式得,CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=(-34kJ/mol)-(+7kJ/mol)+(-484kJ/mol)=-283kJ/mol,則CO燃燒熱的熱化學方程式為:CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ/mol。
(2)保持體系的温度和總壓強不變,通入適量的He,容器體積變大,物質的量濃度變小,正反應速率減小,逆反應速率減小。該反應是反應前後氣體分子數不變的反應,容器體積變大,即減小壓強,平衡不移動,COS的轉化率不變。
(3)用三段式,COS(g)+ H2O(g)H2S(g) +CO2(g)
n(起始)(mol)2 4 0 0
n(轉化)(mol)20.75=1.5 1.5 1.5 1.5
n(平衡)(mol)0.5 2.5 1.5 1.5
①υ(H2S)==0.15mol/(L·min)。
②水解反應的平衡常數K===1.8。
知識點:化學平衡單元測試
題型:填空題