Question

【题目】氧硫化碳(COS，结构类似于CO2)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。有多种方法可以脱氧硫化碳中的硫，其中氢解和水解反应是两种常用的脱硫方法，其反应式分别为：

①氢解反应：COS(g) +H2(g)H2S(g) + CO(g) ΔH1= +7kJ/mol

②水解反应：COS(g) +H2O(g)H2S(g) +CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol

请回答下列问题：

（1）氧硫化碳的电子式为_____。

（2）CO和H2O(g)能反应生成CO2和H2，写出该反应的热化学方程式_______。

（3）水解反应达到平衡后，若减小容器的体积，逆反应速率将_____（填增大、减少或不变，下同），COS的转化率____。

（4）某温度下，体积为2L的恒容体系中，物质的量分别为mmol、nmol的COS蒸气和H2气发生氢解，已知COS的转化率为α，则该温度下的平衡常数K= ____（用m、n、α等符号表示）。

（5）某科研小组研究改进催化剂TiO2/Al2O3和温度对COS水解的影响，得到如图

COS水解的最佳温度是________；理由是___________。

Answer 1

【答案】 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=－42kJ/mol 增大 不变 m α2 /(1-α)(n-mα) 300℃ 催化剂活性高，转化率很大

【解析】

（1）氧硫化碳是共价化合物，碳原子分别与氧原子、硫原子之间形成2个共用电子对；

（2）根据盖斯定律计算可得；

（3）平衡后减小容器体积，容器中压强增大，增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡不移动；

（4）依据题意建立三段式，依据平衡常数公式计算；

（5）由图中信息分析300℃时COS的转化率最高，催化剂的活性最强。

（1）氧硫化碳是共价化合物，碳原子分别与氧原子、硫原子之间形成2个共用电子对，其电子式为，故答案为：；

（2）根据盖斯定律，②-①得CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），则△H3=△H2-△H1=（-35kJmol-1）-（+7kJmol-1）=-42kJmol-1，故答案为：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=-42kJmol-1；

（3）平衡后减小容器体积，容器中压强增大，增大压强，正、逆反应速率都增大；该反应是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，COS的转化率不变，故答案为：增大；不变；

（4）假设反应容器体积为VL，COS起始物质的量为m，转化率为a，则变化量为ma，则依据题意建立如下三段式：

COS（g）+H2（g）H2S（g）+CO（g）

起始（mol）m n 0 0

转化（mol）ma ma ma ma

平衡（mol）m（1-a） n-ma ma ma

则平衡常数K===，故答案为：；

（5）由图中信息分析300℃时COS的转化率最高，催化剂的活性最强，则COS水解的最佳温度是300℃，此时催化剂活性高，转化率很大，故答案为：300℃；催化剂活性高，转化率很大。