Question

【题目】硫单质及其化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。

（1）煤制得的化工原料气中含有羰基硫(O=C=S)，该物质可转化为H2S，主要反应如下：

i.水解反应：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1

ii.氢解反应：COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2

已知反应中相关的化学键键能数据如下表：

①恒温恒压下，密闭容器中发生反应i。下列事实能说明反应i达到平衡状态的是_______。(填标号)

a．容器的体积不再改变 b．化学平衡常数不再改变 c．混合气体的密度不再改变 d．形成1molH—O键，同时形成1molH—S键

②一定条件下，密闭容器中发生反应i，其中COS(g)的平衡转化率(α)与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中，v(COS)=v(H2S)的是____________。(填标号)

③反应ii的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示，其中 表示逆反应的平衡常数(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃时，向容积为10L的恒容密闭容器中充入2molCOS(g)和1molH2(g)，发生反应ii，CO的平衡转化率为___________。

（2）过二硫酸是一种强氧化性酸，其结构式为

①Ag+催化下，S2O82-与Mn2+在水溶液中生成SO42-和MnO4-，该反应离子方程式____________。

②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液的方法制备过二硫酸铵。总反应的离子方程式为____________________________________。

（3）NaHS可用于污水处理的沉淀剂。已知：25℃时，反应Hg2+(aq)+HS-(aq)HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038，H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7，Ka2=7.0×10-15。

①NaHS的电子式为____________________。

②Ksp(HgS)=_____________________。

Answer 1

【答案】d ABC B 33.3% 5S2O82-+2Mn2++8H2O==10SO42-+2MnO4-+16H+ 2SO42-+2H+==S2O82-+H2 4X10-53

【解析】

(1) ①由反应 i.水解反应：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1知反应前后化学反应计量数相等，所以a．容器的体积不再改变不能说明达到平衡状态；b．化学平衡常数只与温度有关，与浓度无关，所以b．化学平衡常数不再改变不能判断是否达到化学平衡状态； 因为混合气体的容积不变，所以c．混合气体的密度不再改变不能判断是否达到化学平衡状态；d．因为H2O(g)、H2S(g)在等号的两侧，且系数相等，所以形成1molH—O键，同时形成1molH—S键能证明达到化学平衡状态；故D正确；

②跟据化学反应平均速率公式，COS和H2S的化学计量数相同，二者化学反应速率相等，在整个反应中，始终有v(COS)=v(H2S)，故ABC三点全部符合；

③反应ii的焓变为：745+580+436-339*2-1076kJ/mol=7 kJ/mol，正反应为吸热反应，温度升高有利于正反应进行，所以(K逆)为B；

T1温度时，正逆反应化学平衡常数相等均为1，设反应达到平衡时转化COS为xmol/L，则容器中各物质的物质的量浓度为：c（COS）=（0.2-x）mol/L，c（H2）=（0.1-x）mol/L，c（H2S）=xmol/L，c（CO）=xmol/L， 由K正= c（H2S）/ c（COS） c（H2）=x2/（0.2-x）（0.1-x）=1，可得x=1/15，则COS的平均转化率为：0.2)=33.3

(2).①Ag+作为催化剂，S2O82-、Mn2+与水为反应物，SO42-和MnO4-为生成物，同时生成H+，离子方程式为：5S2O82-+2Mn2++8H2O==10SO42-+2MnO4-+16H+；

②由题意得出反应方程式为：H2SO4+(NH4)2SO4(NH4)2S2O8+H2↑，写成离子反应方程式为：2H++2SO42—S2O82-+H2↑；

(3)①S原子核外电子最外层有6个电子，其与H原子共用一对电子，从Na原子获得一个电子，从而形成稳定结构，电子式为；反应的平衡常数k=c(H+)/c(HS-)c(Hg2+)= c(H+)c(S2-)/c(HS-)c(Hg2+)c(S2-)=1.7510-39,则Kp=Ka2/K=7.010-15/1.7510-39=4X10-53