Question

【題目】近期發現，H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調節神經信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能。回答下列問題：

（1）下列事實中，不能比較硫與氯元素非金屬性強弱的是____________（填標號）。

A.將Cl2通入Na2S溶液中,有黃色渾濁出現 B.比較次氯酸和硫酸的酸性強弱

C.氯氣與鐵反應生成氯化鐵，硫和鐵反應生成硫化亞鐵 D.還原性：H2S>HCl

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

通過計算，可知系統（Ⅰ）和系統（Ⅱ）制備氫氣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的量分數為0.02。

①H2S的平衡轉化率α1=______%，反應平衡常數K=_____。(可用分數表示)

②在620 K重復試驗，平衡后水的物質的量分數為0.03，H2S的轉化率α2_________α1，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轉化率增大的是____________ （填標號）

A．H2S B．CO2 C．COS D．N2

Answer 1

【答案】B H2O（l）=H2（g）+1/2O2（g） △H=+286 kJ/mol H2S（l）=H2（g）+S（s） △H=+20 kJ/mol 系統Ⅱ 2.5 或2.8×10-3 > > B

【解析】

（1）依據非金屬性的判斷依據作答；

（2）根據蓋斯定律分析作答；

（3）①列出“三段式”，求出轉化率與反應平衡常數；

②依據溫度對化學反應平衡的影響效果作答；

③依據濃度對化學反應平衡的影響，結合轉化率的定義分析。

（1）A. 將Cl2通入Na2S溶液中，有黃色渾濁出現，說明氯氣的氧化性大于硫，即非金屬性比較：Cl2>S,A項正確；

B. 次氯酸不是最高價氧化物對應的水化物，不能作為非金屬性判斷的依據，B項錯誤；

C. 氯氣與鐵反應生成氯化鐵，硫和鐵反應生成硫化亞鐵，說明氯氣的氧化性大于硫，即非金屬性比較：Cl2>S，C項正確；

D. 還原性：H2S>HCl，說明氯氣的氧化性大于硫，即非金屬性比較：Cl2>S，D項正確；

答案選B；

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

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

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

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

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

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

根據系統I、系統II的熱化學方程式可知：每反應產生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II。

（3）依據題意列出“三段式”如下：

水的物質的量分數為 ＝0.02

解得x＝0.01

①α1＝×100%＝2.5%，K＝ =2.8×10－3，故答案為：2.5；或2.8×10-3；

②升溫，水的物質的量分數升高，說明升溫時平衡正移，則α2>α1，ΔH>0，故答案為：>；>；

③A.通入H2S，平衡雖正向移動，但H2S的轉化率減小，A項錯誤；

B.通入CO2，平衡正向移動，H2S轉化率增大，B項正確；

C.通入COS，增大生成物濃度，平衡逆向移動，H2S轉化率減小，C項錯誤；

D.通入N2，平衡不移動，H2S轉化率不變，D項錯誤；

答案選B。