Question

【題目】（14分）近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后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。回答下列問題：

（1）下列事實中，不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強弱的是_________（填標號）。

A．氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應，而亞硫酸可以

B．氫硫酸的導電能力低于相同濃度的亞硫酸

C．0.10 mol·L1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1

D．氫硫酸的還原性強于亞硫酸

（2）下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統(tǒng)原理。

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

（3）H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應：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，反應平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.02。

①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率=_______%，反應平衡常數(shù)K=________。

②在620 K重復試驗，平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.03，H2S的轉(zhuǎn)化率_____，該反應的 H_____0。（填“>”“<”或“=”）

③向反應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】（1）D

（2）H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ/mol H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol 系統(tǒng)（II）

（3）①2.5 2.8×10-3 ②> > ③B

【解析】（1）A．根據(jù)復分解反應的規(guī)律：強酸+弱酸鹽=強酸鹽+弱酸，可知酸性H2SO3>H2CO3>H2S，A錯誤；B．亞硫酸、氫鹵酸都是二元弱酸，由于溶液中離子濃度越大，溶液的導電性就越強，所以等濃度的亞硫酸的導電性比氫硫酸的強，可以證明酸性：H2SO3> H2S，B錯誤；C．等濃度的二元弱酸，酸電離產(chǎn)生的c(H+)越大，溶液的酸性越強，則其pH就越小。所以亞硫酸溶液的pH比等濃度的氫硫酸的小，可以證明酸性：H2SO3> H2S，C錯誤；D．物質(zhì)的還原性大小與微粒中元素的化合價及微粒結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其電離產(chǎn)生氫離子的濃度大小無關(guān)，因此不能證明二者的酸性強弱，D正確。答案選D。

（2）①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+O2(g) △H1=＋327kJ/mol

②SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=－151kJ/mol

③2HI(aq)= H2 (g)+ I2(s) △H3=＋110kJ/mol

④H2S(g)+ H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) △H4=＋61kJ/mol

①+②+③，整理可得系統(tǒng)（I）的熱化學方程式H2O(l)=H2(g)+O2(g) △H=+286kJ/mol；

②+③+④，整理可得系統(tǒng)（II）的熱化學方程式H2S (g)+ =H2(g)+S(s) △H=+20kJ/mol。

根據(jù)系統(tǒng)I、系統(tǒng)II的熱化學方程式可知：每反應產(chǎn)生1mol氫氣，后者吸收的熱量比前者少，所以制取等量的H2所需能量較少的是系統(tǒng)II。

（3）① H2S(g) + CO2(g)COS(g)+ H2O(g)

開始 0.40mol 0.10mol 0 0

反應 x x x x

平衡 (0.40-x)mol (0.10-x)mol x x

解得x=0.01mol，所以H2S的轉(zhuǎn)化率是

由于該反應是反應前后氣體體積相等的反應，所以在該條件下反應達到平衡時化學平衡常數(shù)；

②根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)可知溫度由610K升高到620K時，化學反應達到平衡，水的物質(zhì)的量分數(shù)由0.02變?yōu)?.03，所以H2S的轉(zhuǎn)化率增大。a2>a1；根據(jù)題意可知：升高溫度，化學平衡向正反應方向移動，根據(jù)平衡移動原理：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，所以該反應的正反應為吸熱反應，故△H>0；③A．增大H2S的濃度，平衡正向移動，但加入量遠遠大于平衡移動轉(zhuǎn)化消耗量，所以H2S轉(zhuǎn)化率降低，A錯誤；B．增大CO2的濃度，平衡正向移動，使更多的H2S反應，所以H2S轉(zhuǎn)化率增大，B正確；C．COS是生成物，增大生成物的濃度，平衡逆向移動，H2S轉(zhuǎn)化率降低，C錯誤；D．N2是與反應體系無關(guān)的氣體，充入N2，不能使化學平衡發(fā)生移動，所以對H2S轉(zhuǎn)化率無影響，D錯誤。答案選B。