题目内容
【题目】羰基硫COS的结构与CO2相似，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。羰基硫的氢解反应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) △H=+7 kJ/mol
②水解反应： COS(g)+H2O(g) H2S(g)+ CO2(g) △H = ?
已知反应中相关的化学键键能数据如下：
回答下列问题：
（1）羰基硫的结构式为：___________，
（2）已知热化学方程式CO(g)+H2O(g) H2(g)+ CO2(g) △H3 则△H3 =__________kJ/mol。
（3）COS的氢解反应的平衡常数K与温度T具有如下的关系式 
，式中a和b均为常数。
①如图中，表示COS氢解反应的直线为__________；
②一定条件下，催化剂A和B对COS的氢解反应均具有催化作用，相关数据如表所示：
则a1____a2 (填“>”或“<”或“=”)。
③某温度下，在体积不变的容器中，若COS和H2的起始体积比为1：V，平衡后COS和H2的体积比为1：10V，则此温度下该反应的化学平衡常数K=_________。（关于V的表达式）
（1）COS完全燃烧会生成大气污染物SO2。目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硫（SO2）方法，其脱硫机理如图2，脱硫率与温度、负载率（分子筛中催化剂的质量分数）的关系如图3。
①该脱硫原理总反应的化学方程式为_________________________________________;
②据图3，为达到最佳脱硫效果，应采取的具体反应条件是________________________;
③根据a曲线在450℃以上的变化趋势，分析可能的原因是：______________________。
（5）为测定某工厂烟道气中SO2的含量，现将16.00 L烟道气缓慢通过1.00 L水，设SO2完全被吸收，且溶液体积不变。取出20.00 mL溶液，用1.18×10-3mol·L-1的饱和碘水与之反应，若恰好完全反应时消耗碘水19.07 mL，则该厂烟道气中SO2的含量为________________mg·L-1。
【答案】 O=C=S -42 z = K= 
C2H4 +2O2+SO2 = S+ 2CO2 + 2H2O或2C2H4 +3O2+ 2SO2 = 2S+ 4CO2 + 4H2O或C2H4 +O2+2SO2 = 2S+ 2CO2 + 2H2O 负载率为3.0%，温度为350℃ 高温条件下催化剂失活 4.5
【解析】试题分析：(1)根据CO2的结构式书写COS的结构式；（2）根据反应物的总键能－生成物的总键能=焓变，计算CO(g)+H2O(g) 
H2(g)+ CO2(g)的焓变；(3)①根据数学表达式
，式中a和b均为常数分析；②加入催化剂平衡常数不变；③利用“三段式”计算COS(g)+H2(g) H2S(g)+ CO(g)反应的平衡常数；(4) ①根据图示，氧气、二氧化硫、乙烯反应生成硫、二氧化碳、水；②据图3，负载率为3.0%，温度为350℃ 时脱硫率最高；③根据a曲线在450℃以上，脱硫率降低，分析可能的原因是高温条件下催化剂失活；（5）SO2完全被吸收生成亚硫酸，亚硫酸被碘单质氧化为硫酸，根据关系式计算二氧化硫的含量。
解析：(1) 二氧化碳的结构式是O=C=O，羰基硫COS的结构与CO2相似，所以COS的结构式是O=C=S；
（2）①：COS(g)+H2(g) H2S(g)+ CO(g) △H=+7 kJ/mol
②CO(g)+H2O(g) H2(g)+ CO2(g) △H3
根据盖斯定律①＋②得COS(g)+H2O(g) H2S(g)+ CO2(g)，△H=△H3+7 kJ/mol；根据反应物的总键能－生成物的总键能=焓变，△H=△H3+7 kJ/mol=742+577+465×2－339×2－803×2=-35 kJ/mol，所以△H3= -42 kJ/mol；(3)①根据数学表达式，式中a和b均为常数，随
增大， 
减小，故选C；② 加入催化剂平衡常数不变，所以a1=a2；
③ 设COS和H2的起始投料分别为1、V，反应中转化为x；
根据题意(1-x)：(v-x)=1:10v
；
(4) ①根据图示，氧气、二氧化硫、乙烯反应生成硫、二氧化碳、水，方程式是C2H4 +2O2+SO2 = S+ 2CO2 + 2H2O；②据图3，负载率为3.0%，温度为350℃ 时脱硫率最高，；③根据a曲线在450℃以上，脱硫率降低，分析可能的原因是高温条件下催化剂失活；（5）SO2完全被吸收生成亚硫酸，方程式是H2O+SO2=H2SO3，亚硫酸被碘单质氧化为硫酸，方程式是H2SO3+ I2+H20=H2SO4+2HI，根据关系式SO2
I2
= 
， 
； 方该厂烟道气中SO2的含量为
4.5mg/L。
【题目】H2O2是一种常见试剂，在实验室、工业生产上有广泛用途
Ⅰ.实验室用H2O2快速制氧，其分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如甲乙丙丁四图所示：
（1）下列说法正确的是：________（填字母序号）
A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越慢
B．图乙表明，其他条件相同时，溶液碱性越弱，H2O2分解速率越快
C．图丙表明，少量Mn 2+存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快
D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2+对H2O2分解速率的影响大
（2）催化剂Mn2+在反应中，改变了____________________(填字母序号)
A．反应速率 B．反应限度C．反应焓变 D．反应路径
E.反应活化能 F.活化分子百分数
Ⅱ. H2O2在工业上作为Fenton法主要试剂，常用于处理含难降解有机物的工业废水。在调节好pH（溶液的酸碱性）和Fe2+浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。
【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比试验，并将实验结果绘制时间-p-CP浓度图如下。
（3）电中性的羟基自由基的电子式为：______________
（4）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验 编号 | 实验目的 | T/K | pH | c/10-3mol·L-1 | |
H2O2 | Fe2+ | ||||
① | 为以下实验作参考 | 298 | 3 | 6.0 | 0.30 |
② | 探究温度对降解反应速率的影响 | _________ | ______ | _______ | _________ |
③ | __________________ | 298 | 10 | 6.0 | 0.30 |
（5）请根据右上图实验①曲线，计算降解反应在50～150s内的反应速率：v(p-CP)=_____________
（6）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据实验结果，给出一种迅速停止反应的方法：__________________________。
