Question

【題目】近期發現，H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調節神經信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能�；卮鹣铝袉栴}：

（1）下圖是通過熱化學循環在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統原理。

通過計算，可知系統（Ⅰ）制氫的熱化學方程式為_____________。

（2）H2S與CO2在高溫下發生反應：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為0.02。①H2S的平衡轉化率=____%，反應平衡常數K=_____。

（3）H2S和SO2會對環境和人體健康帶來極大的危害，工業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(Ⅰ)涉及水的分解，利用蓋斯定律分別將系統(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(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。