Question

【題目】H2S以及COS(羰基硫)是化學工作者重要的研究對象。請回答下列問題:

（1）COS的分子結構與CO2相似,COS的電子式為_________。

（2）已知:①COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) ΔH1=-17KJ/mol

②COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol

③CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH3

則ΔH3=__________

（3）已知常溫下,Ksp(CuS)=1.0×10-39,Ksp(PbS)=9.0×10-29。向含有濃度均為0.01mol/L的Cu2+、Pb2+廢水中緩慢通入H2S,首先生成的沉淀的化學式是_______；當生成兩種沉淀時，c(Pb2+)/c(Cu2+)=__________.

（4）某溫度T下,在密閉容器中充入5molH2O(g)和5molCOS(g),測得混合氣體中H2S體積分數(Φ)與時間(t)的關系如圖所示。

①A點COS的正反應速率_______(填“大于”“小于”或“等于”)B點COS的逆反應速率。

②在該條件下,COS的平衡轉化率為________

③在該溫度下,該反應的平衡常數K=__________

④在B點對應的體系中，改變下列條件，能使COS轉化率增大的是______

A.再通入H2O(g) B.加壓 C.降溫 D.加入催化劑

Answer 1

【答案】 -18kJ/mol CuS 9.0×107 大于 80% 16.0 AC

【解析】（1）COS的分子結構與CO2相似,所以COS的電子式為。

（2）①COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) ΔH1=-17KJ/mol

②COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol

③CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH3

根據已知由 ②-①=③所以ΔH3=ΔH2-ΔH1=-35kJ/mol-（-17KJ/mol）=-18 kJ/mol

（3）已知常溫下,Ksp(CuS)=1.0×10-39，所以c(Cu 2-).c(S 2-)=Ksp(CuS)=1.0×10-39 所以c(S 2-) =(1.0×10-39)/ 0.01mol/L=1.0×10-37mol/L；c(Pb2+).c(S 2-)=Ksp(PbS)=9.0×10-29，c(S 2-)=(9.0×10-29)/ 0.01mol/L=9.0×10-27 mol/L，所以首先生成的沉淀的化學式CuS。在同一溶液中，當同時生成兩種沉淀時，c(Pb2+)/c(Cu2+)=(9.0×10-29)mol/L /(1.0×10-37)mol/L== 9.0×107

（4）①A點COS的反應沒有達到平衡，所以反應仍然向正反應方向進行，反應物的濃度大于達到平衡時B點COS的濃度，B點COS的反應達到平衡了，正反應速率等于逆反應的速率。所以A點COS的正反應速率大于B點COS的逆反應速率。

②在該條件下, 由COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol

起始量（mol） 5 5 0 0

變化量（mol） X X X X

平衡量（mol） 5-X 5-X X X

由圖知平衡時H2S(g)的體積分數為40，所以X/( 5-X +5-X +X +X) 100=40,X=4 mol

所以COS的平衡轉化率=4/5100=80%.答案：80%。

③在該溫度下,該反應的平衡常數K=[c(H2S).c(CO2)]/[c(COS).c(H2O)]=44/11=16.0;答案：16.0

④A.再通入H2O(g)使平衡正反應方向進行，COS轉化率增大，符合題意，故A正確；B. COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol，是反應前后氣體體積數相等的反應，加壓，化學反應平衡不移動，反應物的轉化率不會增加，故B錯誤；C因為此反應是放熱反應，降溫時，化學平衡向正反應方向移動，COS轉化率增大，故C符合題意；D.催化劑只改變化學反應速率，不會影響化學平衡移動，所以不會使COS轉化率增大，故D不符合題意；答案：AC。