Question

【題目】近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調節(jié)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）下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統(tǒng)原理。

通過計算，可知系統(tǒng)（Ⅰ）制氫的熱化學方程式為_____________。

（2）H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應：H2S(g)+CO2(g) COS(g) +H2O(g)。在610 K時，將0.10 mol CO2與0.40 mol H2S充入2.5 L的空鋼瓶中，反應平衡后水的物質的量分數(shù)為0.02。①H2S的平衡轉化率=____%，反應平衡常數(shù)K=_____。

（3）H2S和SO2會對環(huán)境和人體健康帶來極大的危害，工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，已知25℃，NH3·H2O的Kb=1.8×105，H2SO3的Ka1=1.3×102，Ka2=6.2×108。若氨水的濃度為2.0 mol·L1，溶液中的c(OH)=________ mol·L1。將SO2通入該氨水中，當c(OH)降至1.0×107 mol·L1時，溶液中的c()/c()=___________________。

Answer 1

【答案】H2O(l)=H2(g)+ O2(g) ΔH=+286 kJ/mol 2.5 2.85×10–3 6.2×10-8 0.62

【解析】

(1)系統(tǒng)(Ⅰ)涉及水的分解，利用蓋斯定律分別將系統(tǒng)(Ⅰ)的熱化學方程式相加，可得到水分解的熱化學方程式，則系統(tǒng)(I)的熱化學方程式H2O(l)=H2(g)+O2(g)△H=+286kJ/mol；

(2)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(shù)為0.02，則=0.02，x=0.01，H2S的平衡轉化率a1=×100%=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===2.85×10–3；

(3)NH3H2O的Kb=1.8×10-5，若氨水的濃度為2.0molL-1，由Kb=可知c(OH-)=mol/L=6.0×10-3mol/L；當c(OH-)降至1.0×10-7molL-1時，c(H+)=1.0×10-7molL-1，H2SO3的Ka2=6.2×10-8，由Ka2=可知c(SO32-)/c(HSO3-)=0.62。