Question

【題目】羰基硫(O=C=S)廣泛存在于以煤為原料制備的各種化工原料氣中，能引起催化劑中毒、化學產品質量下降和大氣污染等。羰基硫的氫解和水解反應是兩種常用的脫硫方法，其反應式分別為：

①氫解反應：COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) ΔH1＝+7 kJ·mol-1

②水解反應：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2＝-35 kJ·mol-1

請回答下列問題：

(1)已知熱化學方程式：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH3，則ΔH3 ＝_______。

(2)水解反應達到平衡后，若減小容器的體積，則逆反應速率_______________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，COS的轉化率_______________。

(3)COS氫解反應的平衡常數K與溫度T具有如下的關系式(a、b均為常數)

①如圖能表示COS的氫解反應的直線為____________。

②一定條件下，催化劑Ⅰ和Ⅱ對COS氫解反應的催化作用如下：

	達到平衡所需時間/min	a 的數值	b的數值
催化劑Ⅰ	t	a1	b1
催化劑Ⅱ	2t	a2	b2

則a1_______________a2 (填“＞”、“＜”、“＝”)。

(4)某溫度下，維持體系體積恒定，物質的量分別為m、n的COS蒸氣和H2發生氫解反應。已知COS的平衡轉化率為α，則在該溫度下反應的平衡常數K＝________(用m、n、α等符號表示)。

Answer 1

【答案】

(1)-42 kJ/mol；(2)增大；不變；

(3)①z；② ＝；(4)；

【解析】

試題分析：(1)①COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)△H1=+7KJmol-1，②COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)△H2 =-35KJ/mol，蓋斯定律計算②-①得到：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H3=-42KJ/mol，故答案為：-42 KJ/mol；

(2)COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)反應前后氣體體積不變，氫解反應平衡后減小容器的體積，壓強增大，反應速率增大，平衡不動COS的轉化率不變，故答案為：增大；不變；

(3)COS氫解反應的平衡常數K與溫度T具有如下的關系式，式中a和b均為常數，隨增大，K增大。

①氫解反應為吸熱反應，升高溫度，k增大，如圖中，表示COS氫解反應的直線為z，故答案為：z；

②K的數值只與溫度有關，溫度不變平衡常數不變與催化劑無關，，則a1=a2，故答案為：=；

(4) COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)

起始(mol) m n 0 0

反應 mα mα mα mα

平衡 m- mα n- mα mα mα

該溫度下反應的平衡常數K＝=，故答案為：.