Question

2．硫化氢在工业制硫酸、农药、医药及金属精制等方面有广泛的应用，回答下列问题：
（1）已知：2H₂S（g）+3O₂（g）=2H₂O（l）+2SO₂（g）△H=akJ/mol
2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）△H=b kJ/mol
SO₃（g）+H₂O（l）═H₂SO₄（l）△H=c kJ/mol
写出由H₂S气体一步合成硫酸的热化学方程式H₂S（g）+2O₂（g）═H₂SO₄（l）△H=$\frac{a+b+2c}{2}$kJ/mol．
（2）硫化氢气体会污染空气，可用CuSO₄溶液除去，写出该离子方程式Cu²⁺+H₂S═CuS↓+2H⁺．除去含Cu²⁺的废水能（填“能”或“不能”）用FeS作沉淀剂．
[已知K_sp（FeS）=6.3×10^-18、K_sp（CuS）=1.3×10^-36）]
（3）t℃，在一密闭容器中发生如下反应 2H₂S（g）+SO₂（g）═3S（s）+2H₂O（l）△H＜0，在不同时间测得H₂S和SO₂的浓度如下表所示：

t/min	0	2	4	6	8	10
c（H2S）/mol/L	1.00	0.80	0.62	0.48	0.40	0.40
c（SO2）/mol/L	1.00	0.90	0.81	0.74	0.70	0.70

①增大该反应平衡常数的措施有降低温度．
②2～8分钟SO₂的平均反应速率为0.033mol/（L•min）或$\frac{1}{30}$mol/（L•min）．
③t℃时，该反应的平衡常数为8.93（L/mol）³或$\frac{1}{0.112}$（L/mol）³．

Answer 1

分析 （1）已知：①2H₂S（g）+3O₂（g）=2H₂O（l）+2SO₂（g）△H=akJ/mol，
②2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）△H=b kJ/mol，
③SO₃（g）+H₂O（l）═H₂SO₄（l）△H=c kJ/mol，
结合盖斯定律，将①+②+③×2可得由H₂S气体一步合成硫酸的热化学方程式；
（2）硫化氢与CuSO₄溶液反应生成硫化铜沉淀和硫酸；FeS的溶度积比CuS大，结合沉淀的转化判断；
（3）①2H₂S（g）+SO₂（g）═3S（s）+2H₂O（l）△H＜0，为放热反应，如增大平衡常数，应使平衡正向移动；
②2～8分钟SO₂浓度变化0.2mol/L，结合v=$\frac{△c}{△t}$计算；
③8min时浓度不变，说明达到平衡状态，确定各物质的平衡浓度，可计算平衡常数．

解答 解：（1）已知：①2H₂S（g）+3O₂（g）=2H₂O（l）+2SO₂（g）△H=akJ/mol，
②2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）△H=b kJ/mol，
③SO₃（g）+H₂O（l）═H₂SO₄（l）△H=c kJ/mol，
结合盖斯定律，将①+②+③×2可得2H₂S（g）+4O₂（g）═2H₂SO₄（l）△H=（a+b+2c）kJ/mol，可写为H₂S（g）+2O₂（g）═H₂SO₄（l）△H=$\frac{a+b+2c}{2}$kJ/mol，
故答案为：H₂S（g）+2O₂（g）═H₂SO₄（l）△H=$\frac{a+b+2c}{2}$kJ/mol；
（2）硫化氢与CuSO₄溶液反应生成硫化铜沉淀和硫酸，反应的离子发生为Cu²⁺+H₂S═CuS↓+2H⁺，FeS的溶度积比CuS大，加入FeS，可使溶液中铜离子生成CuS，
故答案为：Cu²⁺+H₂S═CuS↓+2H⁺； 能；
（3）①2H₂S（g）+SO₂（g）═3S（s）+2H₂O（l）△H＜0，为放热反应，如增大平衡常数，应使平衡正向移动，则应降低温度，故答案为：降低温度；
②2～8分钟SO₂浓度变化0.2mol/L，v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.2mol/L}{6min}$=0.033mol/（L•min）或$\frac{1}{30}$mol/（L•min），
故答案为：0.033mol/（L•min）或$\frac{1}{30}$mol/（L•min）；
③2H₂S（g）+SO₂（g）═3S（s）+2H₂O（l）
起始：1                   1                            
平衡：0.4                0.7
由于S为固体，水为液体，则K=$\frac{1}{{c}^{2}（{H}_{2}S）×c（S{O}_{2}）}$=8.93（L/mol）³或$\frac{1}{0.112}$（L/mol）³，
故答案为：8.93（L/mol）³或$\frac{1}{0.112}$（L/mol）³

点评 本题考查较为综合，涉及盖斯定律的运用、难溶电解质的溶解平衡以及平衡的计算，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，易错点为（3），注意平衡常数的计算，难度中等．