Question

【題目】（14分）近期發現，H2S是繼NO、CO之后第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調解神經信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能．回答下列問題：
（1）下列事實中，不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強弱的是（填標號）．
A.氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應，而亞硫酸可以
B.氫硫酸的導電能力低于相同濃度的亞硫酸
C.0.10molL﹣1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1
D.氫硫酸的還原性強于亞硫酸
（2）下圖是通過熱化學循環在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統原理．

通過計算，可知系統（Ⅰ）和系統（Ⅱ）制氫的熱化學方程式分別為、 ， 制得等量H2所需能量較少的是 ．
（3）H2S與CO2在高溫下發反應：生H2S（g）+CO2（g）COS（g）+H2O（g）．在610k時，將0.10mol CO2與0.40mol H2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應平衡后水的物質的量分數為0.02．
①H2S的平衡轉化率a1=%，反應平衡常數K= ．
②在620K重復試驗，平衡后水的物質的量分數為0.03，H2S的轉化率a2a1 ， 該反應的△H0．（填“＞”“＜”或“=”）
③向反應器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉化率增大的是（填標號）
A．H2S B．CO2 C．COS D．N2 ．

Answer 1

【答案】
（1）D
（2）H2O（l）=H2（g）+ O2（g）△H=+286kJ/mol；H2S （g）=H2（g）+S（s）△H=+20kJ/mol；系統（Ⅱ）
（3）2.5；0.00285；＞；＞；B
【解析】（1）A．氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應，而亞硫酸可以，符合強酸制備弱酸的特點，可說明亞硫酸的酸性比氫硫酸強，故A正確；
B．氫硫酸的導電能力低于相同濃度的亞硫酸，可說明亞硫酸的電離程度大，則亞硫酸的酸性強，故B正確；
C.0.10molL﹣1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1，可說明亞硫酸的電離程度大，酸性較強，故C正確；
D．氫硫酸的還原性強于亞硫酸，不能用于比較酸性的強弱，故D錯誤．
所以答案是：D；（2）系統（Ⅰ）涉及水的分解，系統（Ⅱ）涉及硫化氫的分解，利用蓋斯定律分別將系統（Ⅰ）和系統（Ⅱ）的熱化學方程式相加，可得到水、硫化氫分解的熱化學方程式，則系統（I）的熱化學方程式H2O（l）=H2（g）+ O2（g）△H=+286kJ/mol；
系統（II）的熱化學方程式可知：H2S （g）+=H2（g）+S（s）△H=+20kJ/mol．
根據系統I、系統II的熱化學方程式每反應產生1mol氫氣，后者吸收的熱量比前者少，所以制取等量的H2所需能量較少的是系統II．
所以答案是：H2O（l）=H2（g）+ O2（g）△H=+286kJ/mol；H2S （g）+=H2（g）+S（s）△H=+20kJ/mol；系統（Ⅱ）；（3）對于反應

	H2S（g）+	CO2（g）	COS（g）+	H2O（g）
起始（mol）	0.40	0.10	0	0
轉化（mol）	x	x	x	x
平衡（mol）	0.40-x	0.10-x	x	x

反應平衡后水的物質的量分數為0.02，
則 =0.02，x=0.01，
①H2S的平衡轉化率a1= =2.5%，
體積為2.5L，則平衡時各物質的濃度為c（H2S）= mol/L=0.156mol/L，c（CO2）= mol/L=0.036mol/L，c（COS）=c（H2O）= mol/L=0.004mol．L，
則K= =0.00285，
所以答案是：2.5；0.00285；
②根據題目提供的數據可知溫度由610K升高到620K時，化學反應達到平衡，水的物質的量分數由0.02變為0.03，所以H2S的轉化率增大，a2＞a1；根據題意可知：升高溫度，化學平衡向正反應方向移動，根據平衡移動原理：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，所以該反應的正反應為吸熱反應，故△H＞0，
所以答案是：＞；＞；
③A．增大H2S的濃度，平衡正向移動，但加入量遠遠大于平衡移動轉化消耗量，所以H2S轉化率降低，故A錯誤；
B．增大CO2的濃度，平衡正向移動，使更多的H2S反應，所以H2S轉化率增大，故B正確；
C．COS是生成物，增大生成物的濃度，平衡逆向移動，H2S轉化率降低，故C錯誤；
D．N2是與反應體系無關的氣體，充入N2 ， 不能使化學平衡發生移動，所以對H2S轉化率無影響，故D錯誤．
所以答案是：B．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡的計算的相關知識，掌握反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．