Question

【题目】羰基硫（COS）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。

（1）羰基硫的水解反应和氢解反应是两种常用的脱硫方法:

水解反应：COS（g）+H2O（g）H2S（g）+CO2（g） △H=-34kJ/mol

氢解反应：COS（g）+H2（g） H2S（g）+CO（g） △H=+7kJ/mol。

已知:2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） △H=-484kJ/mol。

写出表示CO燃烧热的热化学方程式:______________。

（2）氢解反应达到平衡后，保持体系的温度和总压强不变,通入适量的He,正反应速率____（填“增大”“减小”或“不变”，下同）,COS的转化率_______。

（3）某温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入2molCOS（g）和4molH2O（g），发生水解反应，5min后反应达到平衡，测得COS（g）的转化率为75%。

回答下列问题:

①反应从起始至5min内，v（H2S）=_______mol·L-1·min-1。

②该温度下，上述水解反应的平衡常数K=____________。

Answer 1

【答案】 CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g） △H=-283 kJ·mol-l 减小 不变 0.15 1.8

【解析】试题分析：本题考查盖斯定律和燃烧热表示的热化学方程式的书写，外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，化学反应速率和化学平衡常数的计算。

（1）将3个反应依次编号：

COS（g）+H2O（g）H2S（g）+CO2（g） △H=-34kJ/mol（①式）

COS（g）+H2（g） H2S（g）+CO（g） △H=+7kJ/mol（②式）

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） △H=-484kJ/mol（③式）

应用盖斯定律，将①式-②式+③式得，CO（g）+O2（g）=CO2（g）ΔH=（-34kJ/mol）-（+7kJ/mol）+（-484kJ/mol）=-283kJ/mol，则CO燃烧热的热化学方程式为：CO（g）+O2（g）=CO2（g）ΔH=-283kJ/mol。

（2）保持体系的温度和总压强不变，通入适量的He，容器体积变大，物质的量浓度变小，正反应速率减小，逆反应速率减小。该反应是反应前后气体分子数不变的反应，容器体积变大，即减小压强，平衡不移动，COS的转化率不变。

（3）用三段式，COS（g）+H2O（g）H2S（g）+CO2（g）

n（起始）（mol）2 4 0 0

n（转化）（mol）20.75=1.5 1.5 1.5 1.5

n（平衡）（mol）0.5 2.5 1.5 1.5

①υ（H2S）==0.15mol/（L·min）。

②水解反应的平衡常数K===1.8。