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H2S在重金属离子处理、煤化工等领域都有重要应用。请回答:
Ⅰ.H2S是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体,反应原理为
ⅰ.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H= +7 kJ·mol-1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-42kJ·mol-1
已知断裂1mol气态分子中的化学键所需能量如下表所示。
分子 | COS(g) | H2(g) | CO(g) | H2S(g) |
能量 (kJ·mol-1) | 1310 | 442 | x | 669 |
(1)计算表中x= 。
(2)T ℃时,向VL容积不变的密闭容器中充入1molCOS(g),1mol H2(g)和1molH2O(g),发生上述两个反应。
①在T℃时测得平衡体系中COS为0.80 mol,H2 为0.85mol,则T ℃时反应ⅰ的平衡常数K= (保留2位有效数字)。
②上述反应达平衡后,若向其中再充入1molCOS(g)、1mol H2(g)和1molH2O(g),则再次达平衡后H2 的体积分数 (填“增大”、“减小”或“不变”);若升高温度,则CO的平衡体积分数 (填“增大”、“减小”或“不变”),其理由是 。
Ⅱ.H2S在高温下分解制取H2,同时生成硫蒸气。
(3)向2L密闭容器中加入0.2molH2S,反应在不同温度(900~1500℃)下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如下图所示,则在此温度区间内,H2S 分解反应的主要化学方程式为 ;在1300℃时,反应经2min达到平衡,则0~2min的反应速率v(H2S)= 。
Ⅲ.H2S用作重金属离子的沉淀剂。
(4)25℃时,向浓度均为0.001mol·L-1Sn2+和Ag+的混合溶液中通入H2S,当Sn2+开始沉淀时,溶液中c(Ag+)= 。 (已知:25 ℃时,Ksp(SnS)= 1.0×10-25,Ksp(Ag2S)=1.6×10-49)。
【回答】
(1)1076 (2分)
(2) ①0.044(2分)
②不变(1分) 增大(1分)
反应ⅰ为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,CO的平衡体积分数增大;反应ⅱ为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO的平衡体积分数也增大(2 分)
(3) 2H2S2H2+S2(2分) 0.02 mol·L-1·min-1(2 分)
(4 )4.0×10-14 mol·L-1(2分)
知识点:电离平衡 水解平衡
题型:综合题