Question

【題目】[2017·新課標(biāo)I]近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后的第三個(gè)生命體系氣體信號(hào)分子，它具有參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號(hào)傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能。回答下列問(wèn)題：

（1）下列事實(shí)中，不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強(qiáng)弱的是_________（填標(biāo)號(hào)）。

A．氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，而亞硫酸可以

B．氫硫酸的導(dǎo)電能力低于相同濃度的亞硫酸

C．0.10 mol·L1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(qiáng)于亞硫酸

（2）下圖是通過(guò)熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。

通過(guò)計(jì)算，可知系統(tǒng)（Ⅰ）和系統(tǒng)（Ⅱ）制氫的熱化學(xué)方程式分別為_(kāi)_____________、______________，制得等量H2所需能量較少的是_____________。

（3）H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 K時(shí)，將0.10 mol CO2與0.40 mol H2S充入2.5 L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。

①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率=_______%，反應(yīng)平衡常數(shù)K=________。

②在620 K重復(fù)試驗(yàn)，平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03，H2S的轉(zhuǎn)化率_____，該反應(yīng)的H_____0。（填“>”“<”或“=”）

③向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是________（填標(biāo)號(hào)）

A．H2S B．CO2 C．COS D．N2

Answer 1

【答案】（1）D

（2）H2O(l)=H2(g)+ O2(g) ΔH=+286 kJ/mol H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol 系統(tǒng)（II）

（3）①2.5 2.8×10–3 ②> > ③B

【解析】（1）A．根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的規(guī)律：強(qiáng)酸+弱酸鹽=強(qiáng)酸鹽+弱酸，可知酸性H2SO3>H2CO3>H2S，A錯(cuò)誤；B．亞硫酸、氫硫酸都是二元弱酸，由于溶液中離子濃度越大，溶液的導(dǎo)電性就越強(qiáng)，所以等濃度的亞硫酸的導(dǎo)電性比氫硫酸的強(qiáng)，可以證明酸性：H2SO3> H2S，B錯(cuò)誤；C．等濃度的二元弱酸，酸電離產(chǎn)生的c(H+)越大，溶液的酸性越強(qiáng)，則其pH就越小。所以亞硫酸溶液的pH比等濃度的氫硫酸的小，可以證明酸性：H2SO3> H2S，C錯(cuò)誤；D．物質(zhì)的還原性大小與微粒中元素的化合價(jià)及微粒結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其電離產(chǎn)生氫離子的濃度大小無(wú)關(guān)，因此不能證明二者的酸性強(qiáng)弱，D正確。答案選D。

（2）①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+ O2(g) △H1=＋327 kJ/mol

②SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=－151 kJ/mol

③2HI(aq)= H2 (g)+ I2(s) △H3=＋110 kJ/mol

④H2S(g)+ H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) △H4=＋61 kJ/mol

①+②+③，整理可得系統(tǒng)（I）的熱化學(xué)方程式H2O(l)=H2(g)+ O2(g) △H=+286 kJ/mol；

②+③+④，整理可得系統(tǒng)（II）的熱化學(xué)方程式H2S (g)=H2(g)+S(s) △H=+20 kJ/mol。

根據(jù)系統(tǒng)I、系統(tǒng)II的熱化學(xué)方程式可知：每反應(yīng)產(chǎn)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(tǒng)II。

（3）① H2S(g) + CO2(g)COS(g)+ H2O(g)

開(kāi)始 0.40mol 0.10mol 0 0

反應(yīng) x x x x

平衡 (0.40–x)mol (0.10–x)mol x x

解得x=0.01mol，所以H2S的轉(zhuǎn)化率是

由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，所以在該條件下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)；

②根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)可知溫度由610K升高到620K時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)由0.02變?yōu)?.03，所以H2S的轉(zhuǎn)化率增大。α2>α1；根據(jù)題意可知：升高溫度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故△H>0；③A．增大H2S的濃度，平衡正向移動(dòng)，但加入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平衡移動(dòng)轉(zhuǎn)化消耗量，所以H2S轉(zhuǎn)化率降低，A錯(cuò)誤；B．增大CO2的濃度，平衡正向移動(dòng)，使更多的H2S反應(yīng)，所以H2S轉(zhuǎn)化率增大，B正確；C．COS是生成物，增大生成物的濃度，平衡逆向移動(dòng)，H2S轉(zhuǎn)化率降低，C錯(cuò)誤；D．N2是與反應(yīng)體系無(wú)關(guān)的氣體，充入N2，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，所以對(duì)H2S轉(zhuǎn)化率無(wú)影響，D錯(cuò)誤。答案選B。