Question

【題目】硫單質及其化合物在化工生產、污水處理等領域應用廣泛。

（1）煤制得的化工原料氣中含有羰基硫(O=C=S)，該物質可轉化為H2S，主要反應如下：

i.水解反應：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1

ii.氫解反應：COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2

已知反應中相關的化學鍵鍵能數據如下表：

①恒溫恒壓下，密閉容器中發生反應i。下列事實能說明反應i達到平衡狀態的是_______。(填標號)

a．容器的體積不再改變 b．化學平衡常數不再改變 c．混合氣體的密度不再改變 d．形成1molH—O鍵，同時形成1molH—S鍵

②一定條件下，密閉容器中發生反應i，其中COS(g)的平衡轉化率(α)與溫度(T)的關系如圖所示。則A、B、C三點對應的狀態中，v(COS)=v(H2S)的是____________。(填標號)

③反應ii的正、逆反應的平衡常數(K)與溫度(T)的關系如圖所示，其中 表示逆反應的平衡常數(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃時，向容積為10L的恒容密閉容器中充入2molCOS(g)和1molH2(g)，發生反應ii，CO的平衡轉化率為___________。

（2）過二硫酸是一種強氧化性酸，其結構式為

①Ag+催化下，S2O82-與Mn2+在水溶液中生成SO42-和MnO4-，該反應離子方程式____________。

②工業上可用惰性電極電解硫酸和硫酸銨混合溶液的方法制備過二硫酸銨。總反應的離子方程式為____________________________________。

（3）NaHS可用于污水處理的沉淀劑。已知：25℃時，反應Hg2+(aq)+HS-(aq)HgS(s)+H+(aq)的平衡常數K=1.75×1038，H2S的電離平衡常數Ka1=1.0×10-7，Ka2=7.0×10-15。

①NaHS的電子式為____________________。

②Ksp(HgS)=_____________________。

Answer 1

【答案】d ABC B 33.3% 5S2O82-+2Mn2++8H2O==10SO42-+2MnO4-+16H+ 2SO42-+2H+==S2O82-+H2 4X10-53

【解析】

(1) ①由反應 i.水解反應：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1知反應前后化學反應計量數相等，所以a．容器的體積不再改變不能說明達到平衡狀態；b．化學平衡常數只與溫度有關，與濃度無關，所以b．化學平衡常數不再改變不能判斷是否達到化學平衡狀態； 因為混合氣體的容積不變，所以c．混合氣體的密度不再改變不能判斷是否達到化學平衡狀態；d．因為H2O(g)、H2S(g)在等號的兩側，且系數相等，所以形成1molH—O鍵，同時形成1molH—S鍵能證明達到化學平衡狀態；故D正確；

②跟據化學反應平均速率公式，COS和H2S的化學計量數相同，二者化學反應速率相等，在整個反應中，始終有v(COS)=v(H2S)，故ABC三點全部符合；

③反應ii的焓變為：745+580+436-339*2-1076kJ/mol=7 kJ/mol，正反應為吸熱反應，溫度升高有利于正反應進行，所以(K逆)為B；

T1溫度時，正逆反應化學平衡常數相等均為1，設反應達到平衡時轉化COS為xmol/L，則容器中各物質的物質的量濃度為：c（COS）=（0.2-x）mol/L，c（H2）=（0.1-x）mol/L，c（H2S）=xmol/L，c（CO）=xmol/L， 由K正= c（H2S）/ c（COS） c（H2）=x2/（0.2-x）（0.1-x）=1，可得x=1/15，則COS的平均轉化率為：0.2)=33.3

(2).①Ag+作為催化劑，S2O82-、Mn2+與水為反應物，SO42-和MnO4-為生成物，同時生成H+，離子方程式為：5S2O82-+2Mn2++8H2O==10SO42-+2MnO4-+16H+；

②由題意得出反應方程式為：H2SO4+(NH4)2SO4(NH4)2S2O8+H2↑，寫成離子反應方程式為：2H++2SO42—S2O82-+H2↑；

(3)①S原子核外電子最外層有6個電子，其與H原子共用一對電子，從Na原子獲得一個電子，從而形成穩定結構，電子式為；反應的平衡常數k=c(H+)/c(HS-)c(Hg2+)= c(H+)c(S2-)/c(HS-)c(Hg2+)c(S2-)=1.7510-39,則Kp=Ka2/K=7.010-15/1.7510-39=4X10-53