Question

【题目】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）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统（Ⅰ）制氢的热化学方程式为_____________。

（2）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=_____。

（3）H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，已知25℃，NH3·H2O的Kb=1.8×105，H2SO3的Ka1=1.3×102，Ka2=6.2×108。若氨水的浓度为2.0 mol·L1，溶液中的c(OH)=________ mol·L1。将SO2通入该氨水中，当c(OH)降至1.0×107 mol·L1时，溶液中的c()/c()=___________________。

Answer 1

【答案】H2O(l)=H2(g)+ O2(g) ΔH=+286 kJ/mol 2.5 2.85×10–3 6.2×10-8 0.62

【解析】

(1)系统(Ⅰ)涉及水的分解，利用盖斯定律分别将系统(Ⅰ)的热化学方程式相加，可得到水分解的热化学方程式，则系统(I)的热化学方程式H2O(l)=H2(g)+O2(g)△H=+286kJ/mol；

(2)对于反应 H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)

起始(mol) 0.40 0.10 0 0

转化(mol) x x x x

平衡(mol) 0.40-x 0.10-x x x

反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则=0.02，x=0.01，H2S的平衡转化率a1=×100%=2.5%；体积为2.5L，则平衡时各物质的浓度为c(H2S)=mol/L=0.156mol/L，c(CO2)=mol/L=0.036mol/L，c(COS)=c(H2O)=mol/L=0.004mol/L，则K===2.85×10–3；

(3)NH3H2O的Kb=1.8×10-5，若氨水的浓度为2.0molL-1，由Kb=可知c(OH-)=mol/L=6.0×10-3mol/L；当c(OH-)降至1.0×10-7molL-1时，c(H+)=1.0×10-7molL-1，H2SO3的Ka2=6.2×10-8，由Ka2=可知c(SO32-)/c(HSO3-)=0.62。