题目内容

【题目】近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、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)制氢的热化学方程式为_____________。

(2)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g) COS(g) +H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L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=____%,反应平衡常数K=_____。

(3)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放,已知25℃,NH3·H2O的Kb=1.8×105,H2SO3的Ka1=1.3×102,Ka2=6.2×108。若氨水的浓度为2.0 mol·L1,溶液中的c(OH)=________ mol·L1。将SO2通入该氨水中,当c(OH)降至1.0×107 mol·L1时,溶液中的c()/c()=___________________。

【答案】H2O(l)=H2(g)+ O2(g) ΔH=+286 kJ/mol 2.5 2.85×10–3 6.2×10-8 0.62

【解析】

(1)系统(Ⅰ)涉及水的分解,利用盖斯定律分别将系统(Ⅰ)的热化学方程式相加,可得到水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;

(2)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,H2S的平衡转化率a1=×100%=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===2.85×10–3;

(3)NH3H2O的Kb=1.8×10-5,若氨水的浓度为2.0molL-1,由Kb=可知c(OH-)=mol/L=6.0×10-3mol/L;当c(OH-)降至1.0×10-7molL-1时,c(H+)=1.0×10-7molL-1,H2SO3的Ka2=6.2×10-8,由Ka2=可知c(SO32-)/c(HSO3-)=0.62。

练习册系列答案
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【题目】甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:

化学反应

平衡常数

温度(℃)

500

800

①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)

K1

2.5

0.15

②H2(g)+CO2(g)H2O (g)+CO(g)

K2

1.0

2.50

③3H2(g)+ CO2(g)CH3OH(g)+H2O (g)

K3



(1)反应②是______(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) K(B)(填“>”、“<”或“=”)。

(3)判断反应③△H______0; △S______0(填“>”“=”或“<”)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=__________(用K1、K2表示)。在500℃、2L的密闭容器中,进行反应③,测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol,此时v(正)______v(逆)(填“>”“=”或“<”)

(4)一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。

当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是___________________。

当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是__________________。

(5)甲醇燃料电池通常采用铂电极,其工作原理如图所示,负极的电极反应为:______________________。

(6)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下,将0.2 mol/L的醋酸与0.1 mol/LBa(OH)2溶液等体积混合,则混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________________________________。

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