羰基硫(COS)广泛存在于以煤为原料的各种化工原料气中,能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染。(1)羰...
问题详情:
羰基硫(COS)广泛存在于以煤为原料的各种化工原料气中,能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染。
(1)羰基硫的水解反应和*解反应是两种常用的脱硫方法:
水解反应:COS(g)+ H2O(g)H2S(g) +CO2(g) △H=-34 kJ·mol1
*解反应:COS(g) +H2(g) H2S(g)+CO(g) △H=+7 kJ·mol1。
已知:2H2(g) +O2(g)=== 2H2O(g) △H=-484 kJ·mol1。
写出表示CO燃烧热的热化学方程式:______________。
(2)*解反应达到平衡后,保持体系的温度和总压强不变,通入适量的He,正反应速率______(填“增大”“减小”或“不变”,下同),COS 的转化率_______。
(3)某温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入2molCOS(g)和4molH2O(g),发生水解反应,5 min后反应达到平衡,测得COS(g)的转化率为75%。
回答下列问题:
①反应从起始至5 min 内,v(H2S)=_______mol·L-1·min-1。
②该温度下,上述水解反应的平衡常数K=____________。
【回答】
【*】 (1). CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283 kJ·mol-l (2). 减小 (3). 不变 (4). 0.15 (5). 1.8
【解析】
试题分析:本题考查盖斯定律和燃烧热表示的热化学方程式的书写,外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响,化学反应速率和化学平衡常数的计算。
(1)将3个反应依次编号:
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=-484 kJ/mol(③式)
应用盖斯定律,将①式-②式+③式得,CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=(-34kJ/mol)-(+7kJ/mol)+(-484kJ/mol)=-283kJ/mol,则CO燃烧热的热化学方程式为:CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ/mol。
(2)保持体系的温度和总压强不变,通入适量的He,容器体积变大,物质的量浓度变小,正反应速率减小,逆反应速率减小。该反应是反应前后气体分子数不变的反应,容器体积变大,即减小压强,平衡不移动,COS的转化率不变。
(3)用三段式,COS(g)+ H2O(g)H2S(g) +CO2(g)
n(起始)(mol)2 4 0 0
n(转化)(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水解反应的平衡常数K===1.8。
知识点:化学平衡单元测试
题型:填空题
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