Question

【題目】石油產(chǎn)品中除含有H2S外，還含有各種形態(tài)的有機硫，如COS、CH3SH。回答下列問題:

（1）CH3SH(甲硫醇)的電子式為________。

（2）一種脫硫工藝為:真空K2CO3—克勞斯法。

①K2CO3溶液吸收H2S的反應(yīng)為K2CO3+H2S=KHS+KHCO3，該反應(yīng)的平衡常數(shù)的對數(shù)值為lgK=_____(已知:H2CO3 lgK1=-6.4，lgK2=-10.3；H2SlgK1=-7，lgK2=-19)。

②已知下列熱化學(xué)方程式:

a.2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+ 2H2O(l) △H1=-1172kJ/mol

b.2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H2=-632kJ/mol

克勞斯法回收硫的反應(yīng)為SO2和H2S氣體反應(yīng)生成S(s)，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________。

（3）Dalleska等人研究發(fā)現(xiàn)在強酸溶液中可用H2O2氧化COS。該脫除反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。

（4）COS水解反應(yīng)為COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) △H=-35.5kJ/mol。

用活性α-Al2O3催化，在其它條件相同時，改變反應(yīng)溫度，測得COS水解轉(zhuǎn)化率如圖1所示；某溫度時，在恒容密閉容器中投入0.3molH2O(g)和0.1molCOS，COS的平衡轉(zhuǎn)化率如圖2所示。

①圖1活性α-Al2O3催化水解，隨溫度升高轉(zhuǎn)化率先增大后又減小的可能原因是________。

②由圖2可知，P點時平衡常數(shù)為K=______(填數(shù)字)。

③活性α-Al2O3催化水解，為提高COS的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是____________。

Answer 1

【答案】 3.3 2H2S(g) + SO2(g) = 3S(s) +2H2O(l) △H=－362 kJ·mol－1 COS+4H2O2 =CO2+H2SO4+3H2O 開始溫度低，催化劑活性小，到160℃活化劑活性最大，繼續(xù)升溫，催化劑活性降低且平衡向逆反應(yīng)方向移動 0.0476 控制溫度約160℃并增大n(H2O)/n(COS)

【解析】（1）CH3SH(甲硫醇)屬于共價化合物，其電子式為。

（2）一種脫硫工藝為:真空K2CO3—克勞斯法。

① K2CO3+H2S=KHS+KHCO3

===10-7/10-10.3=103.3 lgK=3.3。答案：3.3。

②已知下列熱化學(xué)方程式:

根據(jù)a.2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+ 2H2O(l) △H1=-1172kJ/mol

b.2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H2=-632kJ/mol

=-632 kJ/mol3-(-1172kJ/mol)/2=－362 kJ·mol－1

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

克勞斯法回收硫的反應(yīng)為SO2和H2S氣體反應(yīng)生成S(s)，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2H2S(g) + SO2(g) = 3S(s) +2H2O(l) △H=－362 kJ·mol－1。

（3）Dalleska等人研究發(fā)現(xiàn)在強酸溶液中可用H2O2氧化COS。該脫除反應(yīng)的化學(xué)方程式為COS+4H2O2 =CO2+H2SO4+3H2O

（4）①圖1活性α-Al2O3催化水解，催化劑與溫度有一個臨界點，高于這個臨界點，催化劑的活性降低。由圖可知開始溫度低，催化劑活性小，到160℃活化劑活性最大，繼續(xù)升溫，催化劑活性降低且平衡向逆反應(yīng)方向移動。

② COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g

初始量 0.1 0.3 0 0

變化量 X X X X

平衡量 0.1-X 0.3-X X X

P點時COS轉(zhuǎn)化率為30，所以X=0.03mol平衡常數(shù)為K=0.30.3/0.070.27=0.0476

③COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) △H=-35.5kJ/mol。為提高可使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，根據(jù)影響化學(xué)平衡移動的因素溫度，壓強 濃度，由方程式可知壓強不能改變平衡移動，所以可以增加水蒸氣的濃度，溫度升高COS的轉(zhuǎn)化率降低，所以控制溫度約160℃并增大n(H2O)/n(COS)即可。