Question

【题目】（14分）近期发现，H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调解神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能．回答下列问题：
（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是（填标号）．
A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以
B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C.0.10molL﹣1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1
D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸
（2）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）和系统（Ⅱ）制氢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在高温下发反应：生H2S（g）+CO2（g）COS（g）+H2O（g）．在610k时，将0.10mol CO2与0.40mol H2S充入2.5L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a1=%，反应平衡常数K= ．
②在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率a2a1 ， 该反应的△H0．（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 ．

Answer 1

【答案】
（1）D
（2）H2O（l）=H2（g）+ O2（g）△H=+286kJ/mol；H2S （g）=H2（g）+S（s）△H=+20kJ/mol；系统（Ⅱ）
（3）2.5；0.00285；＞；＞；B
【解析】（1）A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以，符合强酸制备弱酸的特点，可说明亚硫酸的酸性比氢硫酸强，故A正确；
B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸，可说明亚硫酸的电离程度大，则亚硫酸的酸性强，故B正确；
C.0.10molL﹣1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1，可说明亚硫酸的电离程度大，酸性较强，故C正确；
D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸，不能用于比较酸性的强弱，故D错误．
所以答案是：D；（2）系统（Ⅰ）涉及水的分解，系统（Ⅱ）涉及硫化氢的分解，利用盖斯定律分别将系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）的热化学方程式相加，可得到水、硫化氢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；
系统（II）的热化学方程式可知：H2S （g）+=H2（g）+S（s）△H=+20kJ/mol．
根据系统I、系统II的热化学方程式每反应产生1mol氢气，后者吸收的热量比前者少，所以制取等量的H2所需能量较少的是系统II．
所以答案是：H2O（l）=H2（g）+ O2（g）△H=+286kJ/mol；H2S （g）+=H2（g）+S（s）△H=+20kJ/mol；系统（Ⅱ）；（3）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，
①H2S的平衡转化率a1= =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= =0.00285，
所以答案是：2.5；0.00285；
②根据题目提供的数据可知温度由610K升高到620K时，化学反应达到平衡，水的物质的量分数由0.02变为0.03，所以H2S的转化率增大，a2＞a1；根据题意可知：升高温度，化学平衡向正反应方向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故△H＞0，
所以答案是：＞；＞；
③A．增大H2S的浓度，平衡正向移动，但加入量远远大于平衡移动转化消耗量，所以H2S转化率降低，故A错误；
B．增大CO2的浓度，平衡正向移动，使更多的H2S反应，所以H2S转化率增大，故B正确；
C．COS是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动，H2S转化率降低，故C错误；
D．N2是与反应体系无关的气体，充入N2 ， 不能使化学平衡发生移动，所以对H2S转化率无影响，故D错误．
所以答案是：B．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡的计算的相关知识，掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．