Question

【題目】（1）下圖是通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。

通過計算，可知系統(tǒng)（Ⅰ）和系統(tǒng)（Ⅱ）制氫氣的熱化學(xué)方程式分別為______________________________、__________________________________，制得等量H2所需能量較少的是系統(tǒng)______。（填Ⅰ或Ⅱ）

（2）H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)+CO2(g) COS(g) +H2O(g)。在610 K時，將0.10 mol CO2與0.40 mol H2S充入容積為2.5 L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.04。

①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α=_______%，反應(yīng)平衡常數(shù)K＝________。（用分數(shù)表示）

②在620 K重復(fù)上述試驗，平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.05，H2S的轉(zhuǎn)化率α2______α1，該反應(yīng)的△H_____0。（填“>”“<”或“=”）

③向上述反應(yīng)器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是________。（填標(biāo)號）

A. H2S B. CO2 C.COS D.N2

Answer 1

【答案】H2O(l)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+286 kJ/mol H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol II 5 1/76 > > B

【解析】

利用蓋斯定律、“三段式”法計算解答。

(1)虛框內(nèi)是水分解制氫（I），據(jù)蓋斯定律將三個熱化學(xué)方程式直接相加，得H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ/mol。實框內(nèi)是硫化氫分解制氫（II），三個熱化學(xué)方程式直接相加，得H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol。制得等量H2時，系統(tǒng)（II）所需能量較少。

(2)610 K、2.5 L： CO2(g) + H2S(g) COS(g) + H2O(g)

起始/mol： 0.10 0.40 0 0

轉(zhuǎn)化/mol： x x x x

平衡/mol：0.10－x 0.40－x x x

據(jù)平衡時水的物質(zhì)的量分數(shù)0.04，求得x＝0.02。

①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1＝×100%＝5% ，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝（用分數(shù)表示）。

②相當(dāng)于溫度升高到620 K時，平衡移動后水的物質(zhì)的量分數(shù)增大到0.05，即升溫使平衡右移，故H2S的轉(zhuǎn)化率α2 > α1，該反應(yīng)的△H > 0。

③A. 再充H2S，平衡右移，但自身轉(zhuǎn)化率減小；B. 再充CO2 ，平衡右移，H2S轉(zhuǎn)化率增大；C.再充COS，平衡左移，H2S轉(zhuǎn)化率減小；D.再充N2，平衡不移動，H2S轉(zhuǎn)化率不變，能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的只有B。