Question

天然气中伴随有H₂S等含硫化合物，脱硫方法有多种：
（1）一种湿法脱硫是用硫酸钾溶液吸收其中的H₂S，同时生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为

 

．
（2）一种干法脱硫，其涉及反应：H₂（g）+CO（g）+SO₂（g）?H₂O（g）+CO₂（g）+S（s），△H＜0．
要高脱硫率可采取的措施是

 

．
a．高压   b．加入催化剂   c．减少CO₂的浓度   d．增加CO的浓度   e．分离出硫
（3）用脱硫剂ZDE-01的海绵铁法脱硫，可实现常温脱硫
①脱硫：Fe₂O₃?H₂O（s）+3H₂S（g）=Fe₂O₃?H₂O（s）+3H₂O（g）△H=-akJ/mol
②再生：2Fe₂O₃?H₂O（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃?H₂O（s）+6S（g）△H=-bkJ/mol
则2H₂S（g）+O₂（g）=2H₂O（g）+2S（s）△H=

 

（用a、b表示）．
（4）一种改进的克劳斯法脱硫的工艺即WSA硫酸工艺，化学反应如下：
H₂S+1.5O₂=H₂O+SO₂，SO₂+0.5O₂?SO₃
SO₃（g）+H₂O（g）=H₂SO₄（g），H₂SO₄（g）+0.17H₂O（g）→H₂SO₄（aq）
该法最终得到的硫酸溶液的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）依据用硫酸钾溶液吸收其中的H₂S，同时生成两种酸式盐的要求分析书写；
（2）高脱硫率应使平衡正向进行，依据化学平衡的反应特征结合平衡移动原理分析判断；
（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式，得到焓变；
（4）依据反应H₂SO₄（g）+0.17H₂O（g）→H₂SO₄（aq），依据溶液质量分数计算得到硫酸的质量分数．

解答： 解：（1）用硫酸钾溶液吸收其中的H₂S，同时生成两种酸式盐，反应的化学方程式为：H₂S+K₂CO₃=KHS+KHCO₃ ，
故答案为：H₂S+K₂CO₃=KHS+KHCO₃ ；
（2）H₂（g）+CO（g）+SO₂（g）?H₂O（g）+CO₂（g）+S（s），△H＜0，反应特征是气体体积减小的放热反应，提高脱硫率使品红正向进行；
a．高压会使品红正向进行，故a符合；   
b．加入催化剂只改变反应速率不改变化学平衡，不能提高脱硫率，故b不符合；
c．减少CO₂的浓度，平衡正向进行，可以提高脱硫率，故c符合；
d．增加CO的浓度，可以使平衡正向进行，故d符合；
 e．硫是固体，分离出硫对平衡无影响，故e不符合；
故答案为：acd；
（3）①脱硫：Fe₂O₃?H₂O（s）+3H₂S（g）=Fe₂O₃?H₂O（s）+3H₂O（g）△H=-akJ/mol
②再生：2Fe₂O₃?H₂O（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃?H₂O（s）+6S（g）△H=-bkJ/mol
由盖斯定律

①×2-②

2

得到2H₂S（g）+O₂（g）=2H₂O（g）+2S（s）△H=-

2a+b

3

KJ/mol．
故答案为：-

2a+b

3

KJ/molkJ/mol；
（4）H₂SO₄（g）+0.17H₂O（g）→H₂SO₄（aq），依据溶液质量分数概念得到硫酸的质量分数=

98g

98g+0.17mol×18g/mol

×100%=96.97%，
故答案为：96.97%．

点评：本题考查了化学平衡的分析应用，影响因素的分析判断，盖斯定律的计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．