Question

【題目】硫單質及其化合物在化工生產、污水處理等領域應用廣泛。

(1)煤制得的化工原料氣中含有羰基硫(O=C=S)，該物質可轉化為H2S，主要反應如下：

ⅰ.水解反應：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1

ⅱ.氫解反應：COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2

已知反應中相關的化學鍵鍵能數據如下表：

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

①恒溫恒壓下，密閉容器中發生反應i。下列事實能說明反應i達到平衡狀態的是_______。 (填標號)

a．容器的體積不再改變

b．化學平衡常數不再改變

c．混合氣體的密度不再改變

d．形成1molH—O鍵，同時形成1molH—S鍵

②一定條件下，密閉容器中發生反應i，其中COS(g)的平衡轉化率()與溫度(T)的關系如圖所示。則A、B、C三點對應的狀態中，v(COS)=v(H2S)的是____________。(填標號)

③反應ii的正、逆反應的平衡常數(K)與溫度(T)的關系如圖所示，其中表示逆反應的平衡常數(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃時，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)，發生反應ii，COS的平衡轉化率為_____________。

(2)過二硫酸是一種強氧化性酸，其結構式為

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

②工業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二硫酸銨。總反應的離子方程式為________________________________。

(3)NaHS可用于污水處理的沉淀劑。已知：25℃時，反應Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常數K=1.75×1038，H2S的電離平衡常數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，密閉容器中發生反應i：COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1。a．該反應屬于氣體的物質的量不變的反應，恒溫恒壓下，容器的體積始終不變，不能說明反應是否達到了平衡狀態，故錯誤；b．溫度不變，化學平衡常數始終不變，不能說明反應是否達到了平衡狀態，故錯誤；c．氣體的質量不變，容器的體積不變，混合氣體的密度始終不變，不能故錯誤；d．形成1molH—O鍵，表示的是逆反應速率，形成1molH—S鍵，表示的是正反應速率，形成1molH—O鍵的同時形成1molH—S鍵，表示正逆反應速率相等，能夠說明反應達到了平衡狀態，故正確；故選d；

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

③反應ii COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2=反應物的鍵能之和-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，平衡常數增大，對應與曲線A，因此逆反應的平衡常數(K逆)的是B；根據圖像，T1℃時，K逆= K正=1，

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

起始(mol)2 1 0 0

反應 x x x x

平衡 2-x 1-x x x

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

(2)①Mn由+2價升到+7價，S2O82-中有兩個-1價的氧降到-2價，根據得失電子守恒配平反應，再由電荷守恒確定出產物中有H+，最后由H原子守恒，確定反應物中還有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二硫酸銨，陽極發生氧化反應，硫酸根離子被氧化為過二硫酸根離子，陰極發生還原反應，氫離子得電子生成氫氣，總反應的離子方程式為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Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常數K=1.75×1038=== =，解得：Ksp(HgS)= 4.0×10-53，故答案為：4.0×10-53。