Question

液化石油氣中常存在少量有毒氣體羰基硫(COS)，必須將其脫除以減少環境污染和設備腐蝕。完成下列填空。
（1）寫出羰基硫的電子式         ，羰基硫分子屬于           （選填“極性”、“非極性”）分子。
（2）下列能說明碳與硫兩元素非金屬性相對強弱的是        。
a．相同條件下水溶液的pH：Na₂CO₃＞Na₂SO₄
b．酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃
c．CS₂中碳元素為+4價，硫元素為-2價
（3）羰基硫在水存在時會緩慢水解生成H₂S，對鋼鐵設備產生電化學腐蝕。寫出正極的電極反應式         ，負極的反應產物為            （填化學式）。
為除去羰基硫，工業上常采用催化加氫轉化法，把羰基硫轉化為H₂S再除去：COS + H₂ CO + H₂S
（4）已知升高溫度，會降低羰基硫的轉化率。則升高溫度，平衡常數K      ，反應速率        （均選填“增大”、“減小”、“不變”）。
（5）若反應在恒容絕熱密閉容器中進行，能說明該反應已達到平衡狀態的是     。
a．容器內氣體密度保持不變           b．容器內溫度保持不變
c．c(H₂)＝c(H₂S)                    d．υ(H₂)_正＝υ(H₂S)_正
（6）已知該反應的平衡常數很大，說明                     。

Answer 1

（1）， 極性 （各1分，共2分）
（2）a c （2分）
（3）H₂S + 2e → H₂↑+S^2-（或2H⁺ + 2e → H₂↑）(2分）  FeS（1分）
（4）減小，增大（各1分，共2分）
（5）b （2分）
（6）正反應進行程度很大（1分。其他合理答案也給分）

試題分析：（1）羰基硫相當于是二氧化碳中的1個氧原子被硫原子取代，所以其電子式為。S和O的非金屬性不同，所以該化合物是極性分子。
（2）a．非金屬性越強，最高價氧化物對應水化物的酸性越強，相應的鈉鹽水解程度越小，所以相同條件下水溶液的pH：Na₂CO₃＞Na₂SO₄可以碳與硫兩元素非金屬性相對強弱，a正確；b．非金屬性越強，最高價氧化物對應水化物的酸性越強，亞硫酸不是最高價含氧酸，所以酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃不能說明碳與硫兩元素非金屬性相對強弱，b不正確；c．CS₂中碳元素為+4價，硫元素為-2價，說明非金屬性是硫強于碳，c正確，答案選ac。
（3）原電池中負極失去電子發生氧化反應，正極得到電子發生還原反應，硫化氫分子中氫元素得到電子，發生還原反應，因此電極反應式為H₂S + 2e → H₂↑+S^2-。負極鐵失去電子，生成亞鐵離子與硫離子結合生成硫化亞鐵，所以負極產物是FeS。
（4）升高溫度，會降低羰基硫的轉化率，這說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，因此正方應是放熱反應。則升高溫度，平衡常數K減小，而反應速率增大。
（5）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態，則a．密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，因此容器內氣體密度始終保持不變，不能說明反應達到平衡狀態，a不正確；b．由于反應在恒容絕熱密閉容器中進行，所以容器內溫度保持不變可以說明反應達到平衡狀態，b正確；c．平衡時濃度不再發生變化，但物質的濃度之間不一定相等，故c(H₂)＝c(H₂S) 不能說明反應達到平衡狀態，c不正確；d．υ(H₂)_正＝υ(H₂S)_正，但二者的反應速率方向相同，所以不能說明反應達到平衡狀態，d不正確，答案選b。
（6）平衡常數越大，反應物的轉化率越大，因此若該反應的平衡常數很大，說明正反應進行程度很大。