题目内容
【题目】石油产品中含有H2S及COS、CH3SH等多种有机硫，石油化工催生出多种脱硫技术。请回答下列问题：
（1）COS的电子式是_______________。
（2）已知热化学方程式：①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H=-362kJ·mol-1
②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H2=-1172kJ·mol-1
则H2S气体和氧气反应生成固态硫和液态水的热化学方程式为__________________。
（3）可以用K2CO3溶液吸收H2S，其原理为K2CO3+H2S=KHS+KHCO3，该反应的平衡常数为________。(已知H2CO3的Ka1=4.2×10-7，Ka2=5.6×10-11；H2S的Ka1=5.6×10-8，Ka2=1.2×10-15)
（4）在强酸溶液中用H2O2可将COS氧化为硫酸，这一原理可用于COS的脱硫。该反应反应的化学方程式为_________________。
（5）COS的水解反应为COS(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2S(g) △H<0。某温度时，用活性α-Al2O3作催化剂，在恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比[n(H2O)/n(COS)]的转化关系如图1所示。其它条件相同时，改变反应温度，测得一定时间内COS的水解转化率如图2所示：
①该反应的最佳条件为:投料比[n(H2O)/n(COS)]____，温度_____________
②P点对应的平衡常数为_____________。(保留小数点后2位)
③当温度升高到一定值后，发现一定时间内COS(g)的水解转化率降低；猜测可能的原因是__________________。
【答案】 
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H=-632kJ·mol-1 1.0×103 COS+4H2O2 =CO2+H2SO4+3H2O 10：1 160℃ 0.05 催化剂活性降低，平衡向逆反应方向移动
【解析】试题分析：本题考查电子式的书写、盖斯定律的应用、平衡常数的计算、指定情境下方程式的书写、化学平衡图像分析。
（1）COS的电子式是
。
（2）应用盖斯定律，（①
2+②）
3得，2H2S（g）+O2（g）=2S（s）+2H2O（l）ΔH=[（-362kJ/mol）2+（-1172kJ/mol）]3=-632kJ/mol，H2S气体和氧气反应生成固态硫和液态水的热化学方程式为：2H2S（g）+O2（g）=2S（s）+2H2O（l）ΔH=-632kJ/mol。
（3）反应K2CO3+H2S=KHS+KHCO3的离子方程式为CO32-+H2S=HS-+HCO3-，该反应的平衡常数K=
=
=
=
=1103。
（4）在强酸溶液中H2O2将COS氧化为H2SO4，同时生成CO2，H2O2被还原，该反应的化学方程式为4H2O2+COS=H2SO4+CO2+3H2O。
（5）①根据图1，随着n（H2O）/n（COS）的增大，COS的平衡转化率增大，当n（H2O）/n（COS）
10:1，COS的平衡转化率增大不明显，反应的投料比最佳为n（H2O）/n（COS）=10:1；根据图2，一定时间内COS的水解转化率在160℃时最大，反应的最佳温度为160℃。
②P点n（H2O）/n（COS）=6，平衡时COS的转化率为40%，设起始c（COS）=amol/L，则起始c（H2O）=6amol/L，用三段式
COS（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2S（g）
c（起始）（mol/L） a 6a 0 0
c（转化）（mol/L）0.4a 0.4a 0.4a 0.4a
c（平衡）（mol/L）0.6a 5.6a 0.4a 0.4a
P点对应的平衡常数K=
=
=0.05。
③当温度升高到一定值后，发现一定时间内COS的水解转化率降低，可能原因是：催化剂活性降低，反应速率变慢；该反应正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动。
【题目】一定温度下，在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中分别加入一定量的X，发生反应：pX(g) 
Y(g)+Z(g)，相关数据如下表所示：
容器编号 | 温度(℃) | 起始物质的量(mol) | 平衡物质的量(mol) | |
X(g) | Y(g) | Z(g) | ||
Ⅰ | 387 | 0.20 | 0.080 | 0.080 |
Ⅱ | 387 | 0.40 | 0.160 | 0.160 |
Ⅲ | T | 0.20 | 0.090 | 0.090 |
回答下列问题：
（1）若容器Ⅰ中反应经10min达到平衡，则前10min内Y的平均反应速率v(Y)=___________。容器Ⅰ和容器Ⅱ中起始时X的反应速率v(X)Ⅰ___________v(X)Ⅱ(填“大于”“小于”或“等于”)。
（2）已知该正反应为放热反应，则T___________387(填“大于”或“小于”)，判断理由是___________。
（3）反应方程式中X的化学计量数p的取值为___________，容器Ⅱ中X的平衡转化率为___________。若起始时向容器Ⅰ中充入0.1molX、0.15molY和0.10molZ，则反应将向___________ (填“正”或“逆”)反应方向进行，判断理由是_____________________________________________________。
