Question

利用化石燃料開采、加工過程產(chǎn)生的H₂S廢氣制取氫氣，既廉價又環(huán)保．
利用H₂S廢氣制取氫氣來的方法有多種
（1）高溫熱分解法
已知：H₂S（g）?H₂（g）+

1

2

S₂（g）
在恒溫密閉容器中，控制不同溫度進行H₂S分解實驗．以H₂S起始濃度均為0.2mol?L^-1測定H₂S的轉化率，結果見圖1．圖中a為H₂S的平衡轉化率與溫度關系曲線，b曲線表示不同溫度下反應經(jīng)過相同時間且未達到化學平衡時H₂S的轉化率．據(jù)圖計算985℃時H₂S按上述反應分解的平衡常數(shù)K=

 

；說明溫度的升高，曲線b向曲線a逼近的原因：

 

．
（2）電化學法
該法制氫過程的示意圖如圖2．反應池中反應物的流向采用氣、液逆流方式，其目的是

 

；反應池中發(fā)生反應的化學方程式為

 

．反應后的溶液進入電解池，電解總反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,電解原理

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比；溫度的升高，曲線b向曲線a逼近，反應速率加快；
（2）反應池中反應物的流向采用氣、液逆流方式，可增大反應物接觸面積；反應池中發(fā)生氧化還原反應；電解池中亞鐵離子失去電子，氫離子得到電子，以此來解答．

解答： 解：（1）以H₂S起始濃度均為0.2mol?L^-1測定H₂S的轉化率，985℃時H₂S的轉化率為40%，則
                        H₂S（g）?H₂（g）+

1

2

S₂（g）
開始（mol?L^-1 ）         0.2     0         0
轉化（mol?L^-1 ）        0.08    0.08     0.04
平衡（mol?L^-1 ）        0.12    0.08      0.04
K=

0.08×0.04 1 2

0.12

=0.13；
溫度的升高，曲線b向曲線a逼近，反應速率加快，達到平衡時的時間縮短，
故答案為：0.13；溫度升高，反應速率加快，達到平衡所需的進間縮短；
（2）反應池中反應物的流向采用氣、液逆流方式，可增大反應物接觸面積；反應池中發(fā)生氧化還原反應為H₂S+2FeCl₃=2FeCl₂+S↓+2HCl；電解池中亞鐵離子失去電子，氫離子得到電子，電解總反應的離子方程式為2Fe²⁺+2H⁺

通電  .

2Fe³⁺+H₂↑，
故答案為：增大反應物接觸面積，使反應更充分；H₂S+2FeCl₃=2FeCl₂+S↓+2HCl；2Fe²⁺+2H⁺

通電  .

2Fe³⁺+H₂↑．

點評：本題以硫化氫為載體考查物質的性質、影響反應速率的因素、化學平衡常數(shù)計算等，題目綜合性強，難度較大，注重了高考常考考點的考查，注意知識的遷移應用和信息的處理．