Question

【題目】近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子。它具有參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能�；卮鹣铝袉栴}：

（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別制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。

通過計算，可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式分別為___________________、__________________。制得等量H2所需能量較少的是_________。

（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0.02。

①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1＝___________，反應(yīng)平衡常數(shù)K＝__________。

②在620 K重復(fù)實驗，平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.03，H2S的轉(zhuǎn)化率α2_________α1，該反應(yīng)的ΔH________0。(填“＞”“＜”或“＝”)

③向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是__________(填標號)。

A．H2S B．CO2 C．COS D．N2

Answer 1

【答案】 H2O(l)＝H2(g)+ O2(g) ΔH＝286 kJ/mol H2S(g)＝H2(g)+S(s) ΔH＝20 kJ/mol 系統(tǒng)(Ⅱ) 2.5%；2 .8×10－3(或2.85×10－3或1/351) ＞ ＞ B

【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律，把系統(tǒng)(Ⅰ)的三個熱化學(xué)方程式相加可得：H2O(l)＝H2(g)+ O2(g) ΔH＝286 kJmol-1；把系統(tǒng)(Ⅱ)的三個熱化學(xué)方程式相加可得：H2S(g)＝H2(g)+S(s) ΔH＝20 kJmol-1；由上述兩個熱化學(xué)方程式可得，制得1mol H2，系統(tǒng)(Ⅰ)需要吸收286kJ能量，系統(tǒng)(Ⅱ) 需要吸收20kJ能量，所以制得等量H2所需能量較少的是系統(tǒng)(Ⅱ)。

（2）設(shè)反應(yīng)的H2S物質(zhì)的量為x，由題意列三段式得：

因為反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.02，所以=0.02，解得x=0.01；①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1＝0.01÷0.40×100%=2.5%；反應(yīng)平衡常數(shù)K＝=≈2.849×10-3(或2.8×10－3或2.85×10－3)。

②由已知，升溫，水的物質(zhì)的量分數(shù)增大，所以升溫時平衡正向移動，故α2＞α1，ΔH＞0。

③A項，再充入H2S，平衡正向移動，使CO2轉(zhuǎn)化率增大，根據(jù)化學(xué)平衡移動原理，H2S的轉(zhuǎn)化率減小，故A錯誤；B項，再充入CO2，平衡正向移動，在不改變H2S初始量的前提下，使H2S轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；C項，再充入COS，平衡逆向移動，使H2S的轉(zhuǎn)化率減小，故C錯誤；D項，再充入N2，與該反應(yīng)無關(guān)，平衡不移動，H2S的轉(zhuǎn)化率不變，故D錯誤。綜上選B。