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        1. 【題目】H2S是存在于燃氣中的一種有害氣體,脫除H2S的方法有很多。

          (1)國內(nèi)有學(xué)者設(shè)計了“Cu2+一沉淀氧化法脫除H2S。該法包括生成CuS沉淀,氧化CuS(Cu2++CuS+4Cl=S+2CuCl2)及空氣氧化CuCl2再生Cu2+。

          ①反應(yīng)H2S(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)+2H+(aq)K=__________

          ②再生Cu2+反應(yīng)的離子方程式為____________。

          (2)采用生物脫硫技術(shù)時,H2S與堿反應(yīng)轉(zhuǎn)化為HS-,在脫氮硫桿菌參與下,HS-NO3-氧化為SO42、NO3被還原為N2。當33.6 m3(標準狀況)某燃氣(H2S的含量為0.2%)脫硫時,消耗NO3的物質(zhì)的量為___mol。

          (3)已知下列熱化學(xué)方程式:

          .H2(g)+O2(g)=H2O(l) H1=-285.8kJmol-1

          . H2(g)+S(s)=H2S(g) H2=-20.6kJmol-1

          .S(s)+O2(g)=SO2(g) H3=-296.8kJmol-1

          則以Claus法脫除H2S的反應(yīng):2H2S(g)+SO2 (g)=3S(s)+2H2O(1) H=________kJ/mol。

          (4)101 kPa下,H2S分解:2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)。保持壓強不變,反應(yīng)達到平衡時,氣體的體積分數(shù)(φ)隨溫度的變化曲線如圖:

          ①在密閉容器中,關(guān)于反應(yīng)2H2S(g) 2H2(g)+S2 (g)的說法正確的是____(填字母)。

          A.Kp隨溫度的升高而增大

          B.低壓有利于提高HpS的平衡分解率

          C.維持溫度、氣體總壓強不變時,向平衡體系中通入氬氣,則v()<v()

          D.在恒容密閉容器中進行反應(yīng),當氣體密度不再變化時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)

          ②圖中Q點:H2S的平衡轉(zhuǎn)化率____S2(g)的分壓____kPa;1330℃時,反應(yīng)2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)Kp=_____(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。

          【答案】 4CuCl2+O2+ 4H+= 4Cu2++2 H2O+8Cl- 4.8 -233.6 AB 50% 20.2 kPa 20.2 kPa

          【解析】

          (1) ①根據(jù)平衡常數(shù)表達式,反應(yīng)H2S(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)+2H+(aq)K=;

          ②空氣氧化CuCl2再生Cu2+

          (2) H2S與堿反應(yīng)轉(zhuǎn)化為HS-,根據(jù)硫原子守恒:H2S~ HS-;在脫氮硫桿菌參與下,HS-NO3-氧化為SO42—、NO3被還原為N2,發(fā)生的離子反應(yīng)為5HS-+8NO3-+3H+= 5SO42-+ 4N2+ 4H2O,則可得關(guān)系:5H2S~ 5HS-~8NO3-,根據(jù)硫化氫的物質(zhì)的量進行計算;

          (3)根據(jù)蓋斯定律,Ⅰ×2-×2-Ⅲ即可得到目標反應(yīng)的焓變,即H=2H1-2H2-H3

          (4)A.平衡常數(shù)只受溫度影響,根據(jù)圖像,隨著溫度升高,H2S 的體積分數(shù)減少,硫和氫氣的體積分數(shù)增大,反應(yīng)向正向進行,則Kp隨溫度的升高而增大;

          B. 反應(yīng)2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)正反應(yīng)方向為氣體體積增大的方向,根據(jù)勒夏特列原理,降低壓強平衡向體積增大的方向移動,即平衡向正反應(yīng)方向移動,H2S的平衡分解率增大,則降低壓強低壓有利于提高H2S的平衡分解率;

          C.維持溫度、氣體總壓強不變時,向平衡體系中通入氬氣,相當于增大容器體積,平衡向氣體體積增大的方向移動,即向正向移動,則v(>v();

          D.在恒容密閉容器中進行反應(yīng),容器體積不變,反應(yīng)過程中氣體總質(zhì)量不變,氣體密度始終保持不變,則密度不再變化不能判斷作為判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù);

          ②圖中Q點時,硫化氫的體積分數(shù)與氫氣的體積分數(shù)相等,設(shè)硫化氫轉(zhuǎn)化率為x,硫化氫初始物質(zhì)的量為1mol,則利用三段式計算解答。

          (1) ①根據(jù)平衡常數(shù)表達式,反應(yīng)H2S(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)+2H+(aq)K=

          ②空氣中的氧氣可氧化CuCl2生成Cu2+,則離子反應(yīng)為:4CuCl2+O2+ 4H+= 4Cu2++ 2H2O+8Cl-

          (2) 33.6 m3(標準狀況)某燃氣(H2S的含量為0.2%)中含有硫化氫的物質(zhì)的量==3mol;H2S與堿反應(yīng)轉(zhuǎn)化為HS-,根據(jù)硫原子守恒:H2S~ HS-;在脫氮硫桿菌參與下,HS-NO3-氧化為SO42—NO3被還原為N2,發(fā)生的離子反應(yīng)為5HS-+8NO3-+3H+= 5SO42-+ 4N2+ 4H2O,則可得關(guān)系:5H2S~ 5HS-~8NO3-,則消耗NO3的物質(zhì)的量==4.8mol;

          (3)根據(jù)蓋斯定律,Ⅰ×2-×2-Ⅲ即可得到目標反應(yīng)的焓變,即H=2H1-2H2-H3=2×(-285.8kJmol-1)-2×(-20.6kJmol-1)-(-296.8kJmol-1)=-233.6kJmol-12H2S(g)+SO2 (g)=3S(s)+2H2O(1)H=-233.6 kJmol-1;

          (4)A.平衡常數(shù)只受溫度影響,根據(jù)圖像,隨著溫度升高,H2S 的體積分數(shù)減少,硫化氫氣的體積分數(shù)增大,反應(yīng)向正向進行,則Kp隨溫度的升高而增大,故A正確;

          B. 反應(yīng)2H2S(g)2H2(g)+S2(g)正反應(yīng)方向為氣體體積增大的方向,根據(jù)勒夏特列原理,降低壓強平衡向體積增大的方向移動,即平衡向正反應(yīng)方向移動,H2S的平衡分解率增大,則降低壓強低壓有利于提高H2S的平衡分解率,故B正確;

          C.維持溫度、氣體總壓強不變時,向平衡體系中通入氬氣,相當于增大容器體積,平衡向氣體體積增大的方向移動,即向正向移動,則v(正)>v(),故C錯誤;

          D.在恒容密閉容器中進行反應(yīng),容器體積不變,反應(yīng)過程中氣體總質(zhì)量不變,氣體密度始終保持不變,則密度不再變化不能判斷作為判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù),故D錯誤;

          故答案選AB

          ②圖中Q點時,硫化氫的體積分數(shù)與氫氣的體積分數(shù)相等,設(shè)硫化氫轉(zhuǎn)化率為x,硫化氫初始物質(zhì)的量1mol,則利用三段式:。

          圖中Q點時,硫化氫的體積分數(shù)與氫氣的體積分數(shù)相等,則=,則x=,則H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為50%;S2(g)的分壓為×101 kPa=20.2 kPa,1330℃時,反應(yīng)2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)Kp===20.2 kPa。

          練習(xí)冊系列答案
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          C.在反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)中,放出熱量400kJ,有1mol O-H鍵生成

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          D. 加入少量CH3COONa固體,平衡向正反應(yīng)方向移動

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