Question

【题目】H2S以及COS(羰基硫)是化学工作者重要的研究对象。请回答下列问题:

（1）COS的分子结构与CO2相似,COS的电子式为_________。

（2）已知:①COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) ΔH1=-17KJ/mol

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

③CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH3

则ΔH3=__________

（3）已知常温下,Ksp(CuS)=1.0×10-39,Ksp(PbS)=9.0×10-29。向含有浓度均为0.01mol/L的Cu2+、Pb2+废水中缓慢通入H2S,首先生成的沉淀的化学式是_______；当生成两种沉淀时，c(Pb2+)/c(Cu2+)=__________.

（4）某温度T下,在密闭容器中充入5molH2O(g)和5molCOS(g),测得混合气体中H2S体积分数(Φ)与时间(t)的关系如图所示。

①A点COS的正反应速率_______(填“大于”“小于”或“等于”)B点COS的逆反应速率。

②在该条件下,COS的平衡转化率为________

③在该温度下,该反应的平衡常数K=__________

④在B点对应的体系中，改变下列条件，能使COS转化率增大的是______

A.再通入H2O(g) B.加压 C.降温 D.加入催化剂

Answer 1

【答案】 -18kJ/mol CuS 9.0×107 大于 80% 16.0 AC

【解析】（1）COS的分子结构与CO2相似,所以COS的电子式为。

（2）①COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) ΔH1=-17KJ/mol

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

③CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH3

根据已知由 ②-①=③所以ΔH3=ΔH2-ΔH1=-35kJ/mol-（-17KJ/mol）=-18 kJ/mol

（3）已知常温下,Ksp(CuS)=1.0×10-39，所以c(Cu 2-).c(S 2-)=Ksp(CuS)=1.0×10-39 所以c(S 2-) =(1.0×10-39)/ 0.01mol/L=1.0×10-37mol/L；c(Pb2+).c(S 2-)=Ksp(PbS)=9.0×10-29，c(S 2-)=(9.0×10-29)/ 0.01mol/L=9.0×10-27 mol/L，所以首先生成的沉淀的化学式CuS。在同一溶液中，当同时生成两种沉淀时，c(Pb2+)/c(Cu2+)=(9.0×10-29)mol/L /(1.0×10-37)mol/L== 9.0×107

（4）①A点COS的反应没有达到平衡，所以反应仍然向正反应方向进行，反应物的浓度大于达到平衡时B点COS的浓度，B点COS的反应达到平衡了，正反应速率等于逆反应的速率。所以A点COS的正反应速率大于B点COS的逆反应速率。

②在该条件下, 由COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol

起始量（mol） 5 5 0 0

变化量（mol） X X X X

平衡量（mol） 5-X 5-X X X

由图知平衡时H2S(g)的体积分数为40，所以X/( 5-X +5-X +X +X) 100=40,X=4 mol

所以COS的平衡转化率=4/5100=80%.答案：80%。

③在该温度下,该反应的平衡常数K=[c(H2S).c(CO2)]/[c(COS).c(H2O)]=44/11=16.0;答案：16.0

④A.再通入H2O(g)使平衡正反应方向进行，COS转化率增大，符合题意，故A正确；B. COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol，是反应前后气体体积数相等的反应，加压，化学反应平衡不移动，反应物的转化率不会增加，故B错误；C因为此反应是放热反应，降温时，化学平衡向正反应方向移动，COS转化率增大，故C符合题意；D.催化剂只改变化学反应速率，不会影响化学平衡移动，所以不会使COS转化率增大，故D不符合题意；答案：AC。