Question

利用化石燃料开采、加工过程产生的H₂S废气制取氢气，既廉价又环保．
利用H₂S废气制取氢气来的方法有多种
（1）高温热分解法
已知：H₂S（g）?H₂（g）+

1

2

S₂（g）
在恒温密闭容器中，控制不同温度进行H₂S分解实验．以H₂S起始浓度均为0.2mol?L^-1测定H₂S的转化率，结果见图1．图中a为H₂S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H₂S的转化率．据图计算985℃时H₂S按上述反应分解的平衡常数K=

 

；说明温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：

 

．
（2）电化学法
该法制氢过程的示意图如图2．反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是

 

；反应池中发生反应的化学方程式为

 

．反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,电解原理

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；温度的升高，曲线b向曲线a逼近，反应速率加快；
（2）反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；反应池中发生氧化还原反应；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，以此来解答．

解答： 解：（1）以H₂S起始浓度均为0.2mol?L^-1测定H₂S的转化率，985℃时H₂S的转化率为40%，则
                        H₂S（g）?H₂（g）+

1

2

S₂（g）
开始（mol?L^-1 ）         0.2     0         0
转化（mol?L^-1 ）        0.08    0.08     0.04
平衡（mol?L^-1 ）        0.12    0.08      0.04
K=

0.08×0.04 1 2

0.12

=0.13；
温度的升高，曲线b向曲线a逼近，反应速率加快，达到平衡时的时间缩短，
故答案为：0.13；温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的进间缩短；
（2）反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；反应池中发生氧化还原反应为H₂S+2FeCl₃=2FeCl₂+S↓+2HCl；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，电解总反应的离子方程式为2Fe²⁺+2H⁺

通电  .

2Fe³⁺+H₂↑，
故答案为：增大反应物接触面积，使反应更充分；H₂S+2FeCl₃=2FeCl₂+S↓+2HCl；2Fe²⁺+2H⁺

通电  .

2Fe³⁺+H₂↑．

点评：本题以硫化氢为载体考查物质的性质、影响反应速率的因素、化学平衡常数计算等，题目综合性强，难度较大，注重了高考常考考点的考查，注意知识的迁移应用和信息的处理．