Question

【題目】羰基硫（COS）廣泛存在于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(chǎn)品質(zhì)量下降和大氣污染。

（1）羰基硫的結(jié)構(gòu)與二氧化碳相似，電子式為______________，硫原子的結(jié)構(gòu)示意圖______________

（2）羰基硫的氫解和水解反應是兩種常用的脫硫方法：

氫解反應：COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) ΔH1＝+7kJ/mol

水解反應：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2=－34kJ/mol

已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=－484kJ/mol

表示CO燃燒熱的熱化學方程式為________。

（3）氫解反應平衡后保持溫度和壓強不變通入適量的He，則正反應速率___________，COS的轉(zhuǎn)化率_______（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（4）若在絕熱、恒容的密閉體系中，投入一定量COS(g)和H2(g)，發(fā)生氫解反應，下列示意圖能說明t1時刻反應達到平衡狀態(tài)的是______（填字母序號）。（下圖中υ正、K、n、m分別表示正反應速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量和質(zhì)量）

（5）某溫度下，在體積為2 L密閉的容器中通入2molCOS(g)和4molH2O(g)發(fā)生上述水解反應，5 min后達到平衡，測得COS(g)的轉(zhuǎn)化率是75%，回答下列問題：

①v(H2S)＝________mol/(L·min)

②該溫度下平衡常數(shù)K＝__________

Answer 1

【答案】 CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) △H= -283kJ/mol 減小 不變 bd 0.15 1.8

【解析】(1). 羰基硫的結(jié)構(gòu)與二氧化碳相似，二氧化碳的電子式為：，所以羰基硫的電子式為：，硫是16號元素，硫原子的結(jié)構(gòu)示意圖為：，故答案為：；；

(2). 已知：① COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) ΔH1＝+7kJ/mol，② COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2=－34kJ/mol，③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=－484kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，②+③÷2－①得：CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) △H= -283kJ/mol，故答案為：CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) △H= -283kJ/mol；

(3). 氫解反應COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)為反應前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應，平衡后保持溫度和壓強不變通入適量的He，容器體積增大，相當于減小壓強，則正反應速率減小，因平衡不移動，所以COS的轉(zhuǎn)化率不變，故答案為：減��；不變；

(4). a. t1時刻正反應速率仍然在變化，說明沒有達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；b. 在絕熱、恒容的密閉體系中發(fā)生氫解反應，t1時刻平衡常數(shù)不再變化，說明反應體系的溫度不再變化，反應達到了平衡狀態(tài)，故b正確；c. t1時刻氫氣和硫化氫的物質(zhì)的量相等，t1時刻之后二者的物質(zhì)的量還在變化，說明反應沒有達到平衡狀態(tài)，故c錯誤；d. t1時刻COS的質(zhì)量不再變化，說明反應達到了平衡狀態(tài)，故d正確；答案選：bd；

(5). ①. 某溫度下，在體積為2 L密閉的容器中通入2molCOS(g)和4molH2O(g)發(fā)生上述水解反應，5 min后達到平衡，測得COS(g)的轉(zhuǎn)化率是75%，由反應方程式COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)可知，達到平衡時生成H2S的物質(zhì)的量為：n(H2S)=2mol×75%=1.5mol，則用H2S表示的反應速率為：v(H2S)＝1.5mol÷2L÷5min=0.15 mol/(Lmin)，故答案為：0.15；

②. 根據(jù)平衡三段式法有：

COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)

起始濃度(mol/L)： 1 2 0 0

轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)：0.75 0.75 0.75 0.75

平衡濃度(mol/L)：0.25 1.25 0.75 0.75

則該溫度下平衡常數(shù)K＝=1.8，故答案為：1.8。