Question

【題目】羰基硫（COS）廣泛存在于以煤為原料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。

（1）羰基硫的水解反應和氫解反應是兩種常用的脫硫方法:

水解反應：COS（g）+H2O（g）H2S（g）+CO2（g） △H=-34kJ/mol

氫解反應：COS（g）+H2（g） H2S（g）+CO（g） △H=+7kJ/mol。

已知:2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） △H=-484kJ/mol。

寫出表示CO燃燒熱的熱化學方程式:______________。

（2）氫解反應達到平衡后，保持體系的溫度和總壓強不變,通入適量的He,正反應速率____（填“增大”“減小”或“不變”，下同）,COS的轉化率_______。

（3）某溫度下,向體積為2L的恒容密閉容器中通入2molCOS（g）和4molH2O（g），發生水解反應，5min后反應達到平衡，測得COS（g）的轉化率為75%。

回答下列問題:

①反應從起始至5min內，v（H2S）=_______mol·L-1·min-1。

②該溫度下，上述水解反應的平衡常數K=____________。

Answer 1

【答案】 CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g） △H=-283 kJ·mol-l 減小 不變 0.15 1.8

【解析】試題分析：本題考查蓋斯定律和燃燒熱表示的熱化學方程式的書寫，外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響，化學反應速率和化學平衡常數的計算。

（1）將3個反應依次編號：

COS（g）+H2O（g）H2S（g）+CO2（g） △H=-34kJ/mol（①式）

COS（g）+H2（g） H2S（g）+CO（g） △H=+7kJ/mol（②式）

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） △H=-484kJ/mol（③式）

應用蓋斯定律，將①式-②式+③式得，CO（g）+O2（g）=CO2（g）ΔH=（-34kJ/mol）-（+7kJ/mol）+（-484kJ/mol）=-283kJ/mol，則CO燃燒熱的熱化學方程式為：CO（g）+O2（g）=CO2（g）ΔH=-283kJ/mol。

（2）保持體系的溫度和總壓強不變，通入適量的He，容器體積變大，物質的量濃度變小，正反應速率減小，逆反應速率減小。該反應是反應前后氣體分子數不變的反應，容器體積變大，即減小壓強，平衡不移動，COS的轉化率不變。

（3）用三段式，COS（g）+H2O（g）H2S（g）+CO2（g）

n（起始）（mol）2 4 0 0

n（轉化）（mol）20.75=1.5 1.5 1.5 1.5

n（平衡）（mol）0.5 2.5 1.5 1.5

①υ（H2S）==0.15mol/（L·min）。

②水解反應的平衡常數K===1.8。