Question

【題目】石油產(chǎn)品中含有H2S及COS、CH3SH等多種有機硫，石油化工催生出多種脫硫技術(shù)。回答下列問題：

(1)已知熱化學(xué)方程式：①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H1=-362 kJ·mol-1

②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H2=-1172 kJ·mol-1

則H2S氣體和氧氣反應(yīng)生成固態(tài)硫和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為__________________。

(2)可以用K2CO3溶液吸收H2S，其原理為K2CO3+H2S=KHS+KHCO3，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______。(已知H2CO3 的Ka1=4.2×10-7，Ka2=5.6×10-11；H2S的Ka1=5.6×10-8，Ka2=1.2×10-15)

(3)在強酸溶液中用H2O2 可將COS氧化為硫酸，這一原理可用于COS 的脫硫。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

(4)COS的水解反應(yīng)為COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) △H<0。某溫度時，用活性α-Al2O3作催化劑，在恒容密閉容器中COS(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨不同投料比[n(H2O)/n(COS)]的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示。其它條件相同時，改變反應(yīng)溫度，測得一定時間內(nèi)COS的水解轉(zhuǎn)化率如圖2所示：

①該反應(yīng)的最佳條件為:投料比[n(H2O)/n(COS)]__________，溫度__________。

②P點對應(yīng)的平衡常數(shù)為_____________ 。(保留小數(shù)點后2 位)

Answer 1

【答案】2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H=-632kJ·mol-1 1.0×103 COS+4H2O2 =CO2+H2SO4+3H2O 10：1 160℃ 0.05

【解析】

(1) ①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H1=-362 kJ·mol

②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H2=-1172 kJ·mol-1

將[①×2+②]/3得：2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H=-632kJ·mol-1

答案為：2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H=-632kJ·mol-1

(2)可以用K2CO3溶液吸收H2S，其原理為K2CO3+H2S=KHS+KHCO3，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=答案為：1.0×103

(3)在強酸溶液中用H2O2 可將COS氧化為硫酸。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為COS+4H2O2 =CO2+H2SO4+3H2O。

答案為：COS+4H2O2 =CO2+H2SO4+3H2O

(4)①從圖1中可以看出，投料比[n(H2O)/n(COS)]為10:1時，COS的轉(zhuǎn)化率最高。

答案為 10:1

溫度為160℃時，COS的轉(zhuǎn)化率最高。 答案為：160℃

② 在P點，[n(H2O)/n(COS)]=6，COS的轉(zhuǎn)化率為40%

設(shè)COS的起始濃度為1mol/L，則H2O(g)的起始濃度為6mol/L

K=

答案為：0.05