Question

【題目】硫單質(zhì)及其化合物在化工生產(chǎn)、污水處理等領(lǐng)域應(yīng)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(zhì)可轉(zhuǎn)化為H2S，主要反應(yīng)如下：

ⅰ.水解反應(yīng)：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1

ⅱ.氫解反應(yīng)：COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2

已知反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表：

化學(xué)鍵	H-H	C=O(COS)	C=S	H-S
E/kJ·mol-1	436	745	580	339	1076

①恒溫恒壓下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)i。下列事實(shí)能說(shuō)明反應(yīng)i達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______。 (填標(biāo)號(hào))

a．容器的體積不再改變

b．化學(xué)平衡常數(shù)不再改變

c．混合氣體的密度不再改變

d．形成1molH—O鍵，同時(shí)形成1molH—S鍵

②一定條件下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)i，其中COS(g)的平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。則A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)中，v(COS)=v(H2S)的是____________。(填標(biāo)號(hào))

③反應(yīng)ii的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示，其中表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃時(shí)，向容積為10 L的恒容密閉容器中充入2 mol COS(g)和1 mol H2(g)，發(fā)生反應(yīng)ii，COS的平衡轉(zhuǎn)化率為_____________。

(2)過(guò)二硫酸是一種強(qiáng)氧化性酸，其結(jié)構(gòu)式為

①在Ag+催化作用下，S2O82-能與Mn2+在水溶液中發(fā)生反應(yīng)生成SO42-和MnO4-，該反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。

②工業(yè)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(guò)二硫酸銨�？偡磻�(yīng)的離子方程式為________________________________。

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

①NaHS的電子式為____________________。

②Ksp(HgS)=_____________________。

Answer 1

【答案】 d A B C B 33.3% 5S2O82-+2Mn2++8H2O10SO42-+2MnO4-+16H+ 2SO42-+2H+S2O82-+H2↑ 4.0×10-53

【解析】 (1) ①恒溫恒壓下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)i：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1。a．該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，恒溫恒壓下，容器的體積始終不變，不能說(shuō)明反應(yīng)是否達(dá)到了平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；b．溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)始終不變，不能說(shuō)明反應(yīng)是否達(dá)到了平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；c．氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，混合氣體的密度始終不變，不能故錯(cuò)誤；d．形成1molH—O鍵，表示的是逆反應(yīng)速率，形成1molH—S鍵，表示的是正反應(yīng)速率，形成1molH—O鍵的同時(shí)形成1molH—S鍵，表示正逆反應(yīng)速率相等，能夠說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，故正確；故選d；

②一定條件下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)i，根據(jù)COS(g)的平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度(T)的關(guān)系圖，曲線上的點(diǎn)表示平衡點(diǎn)，根據(jù)方程式，在任何時(shí)候都存在v(COS)=v(H2S) ，故答案為：ABC；

③反應(yīng)ii COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=745+580+436-339×2-1076=+7kJ/mol，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，對(duì)應(yīng)與曲線A，因此逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K逆)的是B；根據(jù)圖像，T1℃時(shí)，K逆= K正=1，

COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)

起始(mol)2 1 0 0

反應(yīng) x x x x

平衡 2-x 1-x x x

則K==1，解得x= ，COS的平衡轉(zhuǎn)化率= ×100%= 33.3%，故答案為：B；33.3%；

(2)①Mn由+2價(jià)升到+7價(jià)，S2O82-中有兩個(gè)-1價(jià)的氧降到-2價(jià)，根據(jù)得失電子守恒配平反應(yīng)，再由電荷守恒確定出產(chǎn)物中有H+，最后由H原子守恒，確定反應(yīng)物中還有H2O，并配平．得到離子方程式為：2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H+，故答案為：2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H+；

②用惰性電極電解硫酸和硫酸銨混合溶液的方法制備過(guò)二硫酸銨，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，硫酸根離子被氧化為過(guò)二硫酸根離子，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子得電子生成氫氣，總反應(yīng)的離子方程式為2SO42-+2H+S2O82-+H2↑，故答案為：2SO42-+2H+S2O82-+H2↑；

(3) ①NaHS屬于離子化合物，電子式為，故答案為：；

②反應(yīng)Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常數(shù)K=1.75×1038=== =，解得：Ksp(HgS)= 4.0×10-53，故答案為：4.0×10-53。