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(2017·新课标I)近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题:
(1)下列事实中,不能比较*硫*与亚硫*的**强弱的是_________(填标号)。
A.*硫*不能与碳***溶液反应,而亚硫*可以
B.*硫*的导电能力低于相同浓度的亚硫*
C.0.10 mol·L−1的*硫*和亚硫*的pH分别为4.5和2.1
D.*硫*的还原*强于亚硫*
(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化*分解制备*气的反应系统原理。
通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制*的热化学方程式分别为______________、______________,制得等量H2所需能量较少的是_____________。
(3)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
①H2S的平衡转化率=_______%,反应平衡常数K=________。
②在620 K重复试验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率_____,该反应的H_____0。(填“>”“<”或“=”)
③向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是________(填标号)
A.H2S B.CO2 C.COS D.N2
【回答】
D H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ/mol H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol 系统(II) 2.5 2.8×10–3 > > B
【解析】
(1)根据盖斯定律,把系统(Ⅰ)的三个热化学方程式相加可得:H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=286 kJ•mol-1;把系统(Ⅱ)的三个热化学方程式相加可得:H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=20 kJ•mol-1;由上述两个热化学方程式可得,制得1mol H2,系统(Ⅰ)需要吸收286kJ能量,系统(Ⅱ) 需要吸收20kJ能量,所以制得等量H2所需能量较少的是系统(Ⅱ)。
(2)设反应的H2S物质的量为x,由题意列三段式得:
因为反应平衡后水的物质的量分数为0.02,所以=0.02,解得x=0.01;①H2S的平衡转化率α1=0.01÷0.40×100%=2.5%;反应平衡常数K==≈2.849×10-3(或2.8×10-3或2.85×10-3)。
②由已知,升温,水的物质的量分数增大,所以升温时平衡正向移动,故α2>α1,ΔH>0。
③A项,再充入H2S,平衡正向移动,使CO2转化率增大,根据化学平衡移动原理,H2S的转化率减小,故A错误;B项,再充入CO2,平衡正向移动,在不改变H2S初始量的前提下,使H2S转化率增大,故B正确;C项,再充入COS,平衡逆向移动,使H2S的转化率减小,故C错误;D项,再充入N2,与该反应无关,平衡不移动,H2S的转化率不变,故D错误。综上选B。
点睛:本题综合考查化学反应原理知识,侧重热化学方程式书写和化学平衡的考查,题目难度不大,由已知几个热化学反应方程式求未知热化学方程式,要注意运用盖斯定律;化学平衡有关计算,如求化学平衡常数和平衡转化率等,要注意三段式的运用。
知识点:硫化*与硫化物
题型:综合题
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