Question

11．近期發(fā)現(xiàn)，H₂S是繼NO、CO之后第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調(diào)解神經(jīng)信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能．回答下列問題：
（1）下列事實中，不能比較氫硫酸與亞硫酸的酸性強弱的是D（填標(biāo)號）．
A．氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，而亞硫酸可以
B．氫硫酸的導(dǎo)電能力低于相同濃度的亞硫酸
C.0.10mol•L^-1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1
D．氫硫酸的還原性強于亞硫酸
（2）下圖是通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理．

通過計算，可知系統(tǒng)（Ⅰ）和系統(tǒng)（Ⅱ）制氫的熱化學(xué)方程式分別為H₂O（l）=H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+286kJ/mol、H₂S （g）=H₂（g）+S（s）△H=+20kJ/mol，制得等量H₂所需能量較少的是系統(tǒng)（Ⅱ）．
（3）H₂S與CO₂在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H₂S（g）+CO₂（g）?COS（g）+H₂O（g）．在610k時，將0.10mol CO₂與0.40mol H₂S充入2.5L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02．
①H₂S的平衡轉(zhuǎn)化率a₁=2.5%，反應(yīng)平衡常數(shù)K=0.00285．
②在620K重復(fù)試驗，平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03，H₂S的轉(zhuǎn)化率a₂＞a₁，該反應(yīng)的△H＞0．（填“＞”“＜”或“=”）
③向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體，能使H₂S轉(zhuǎn)化率增大的是B（填標(biāo)號）
A．H₂S        B．CO₂C．COS        D．N₂．

Answer 1

分析 （1）比較酸性強弱，可根據(jù)強酸制備弱酸、測定等濃度的pH以及溶液的導(dǎo)電能力判斷；
（2）系統(tǒng)（Ⅰ）涉及水的分解，系統(tǒng)（Ⅱ）涉及硫化氫的分解，利用蓋斯定律分別將系統(tǒng)（Ⅰ）和系統(tǒng)（Ⅱ）的熱化學(xué)方程式相加，可得到水、硫化氫分解的熱化學(xué)方程式；
（3）對于反應(yīng)H₂S（g）+CO₂（g）?COS（g）+H₂O（g）
 起始（mol）0.40        0.10           0                0
轉(zhuǎn)化（mol）x              x               x                 x
平衡（mol）0.40-x      0.10-x       x                  x
反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02，
則$\frac{x}{0.50}$=0.02，x=0.01，結(jié)合平衡移動的影響因素解答該題．

解答 解：（1）A．氫硫酸不能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，而亞硫酸可以，符合強酸制備弱酸的特點，可說明亞硫酸的酸性比氫硫酸強，故A正確；
B．氫硫酸的導(dǎo)電能力低于相同濃度的亞硫酸，可說明亞硫酸的電離程度大，則亞硫酸的酸性強，故B正確；
C.0.10mol•L^-1的氫硫酸和亞硫酸的pH分別為4.5和2.1，可說明亞硫酸的電離程度大，酸性較強，故C正確；
D．氫硫酸的還原性強于亞硫酸，不能用于比較酸性的強弱，故D錯誤．
故答案為：D；
（2）系統(tǒng)（Ⅰ）涉及水的分解，系統(tǒng)（Ⅱ）涉及硫化氫的分解，利用蓋斯定律分別將系統(tǒng)（Ⅰ）和系統(tǒng)（Ⅱ）的熱化學(xué)方程式相加，可得到水、硫化氫分解的熱化學(xué)方程式，則系統(tǒng)（I）的熱化學(xué)方程式H₂O（l）=H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+286kJ/mol；
系統(tǒng)（II）的熱化學(xué)方程式H₂S （g）+=H₂（g）+S（s）△H=+20kJ/mol．
根據(jù)系統(tǒng)I、系統(tǒng)II的熱化學(xué)方程式可知：每反應(yīng)產(chǎn)生1mol氫氣，后者吸收的熱量比前者少，所以制取等量的H₂所需能量較少的是系統(tǒng)II．
故答案為：H₂O（l）=H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+286kJ/mol；H₂S （g）+=H₂（g）+S（s）△H=+20kJ/mol；系統(tǒng)（Ⅱ）；
（3）對于反應(yīng)H₂S（g）+CO₂（g）?COS（g）+H₂O（g）
 起始（mol）0.40        0.10           0                0
轉(zhuǎn)化（mol）x              x               x                 x
平衡（mol）0.40-x      0.10-x       x                  x
反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02，
則$\frac{x}{0.50}$=0.02，x=0.01，
①H₂S的平衡轉(zhuǎn)化率a₁=$\frac{0.01}{0.4}×100%$=2.5%，
體積為2.5L，則平衡時各物質(zhì)的濃度為c（H₂S）=$\frac{0.4-0.01}{2.5}$mol/L=0.156mol/L，c（CO₂）=$\frac{0.1-0.01}{2.5}$mol/L=0.036mol/L，c（COS）=c（H₂O）=$\frac{0.01}{2.5}$mol/L=0.004mol．L，
則K=$\frac{0.004×0.004}{0.156×0.036}$=0.00285，
故答案為：2.5；0.00285；
②根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)可知溫度由610K升高到620K時，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)由0.02變?yōu)?.03，所以H₂S的轉(zhuǎn)化率增大，a₂＞a₁；根據(jù)題意可知：升高溫度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，根據(jù)平衡移動原理：升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故△H＞0，
故答案為：＞；＞；
③A．增大H₂S的濃度，平衡正向移動，但加入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平衡移動轉(zhuǎn)化消耗量，所以H₂S轉(zhuǎn)化率降低，故A錯誤；
B．增大CO₂的濃度，平衡正向移動，使更多的H₂S反應(yīng)，所以H₂S轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；
C．COS是生成物，增大生成物的濃度，平衡逆向移動，H₂S轉(zhuǎn)化率降低，故C錯誤；
D．N₂是與反應(yīng)體系無關(guān)的氣體，充入N₂，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動，所以對H₂S轉(zhuǎn)化率無影響，故D錯誤．
故答案為：B．

點評 本題為2017年考題，題目考查較為綜合，涉及元素周期律、熱化學(xué)方程式以及化學(xué)平衡的影響因素和計算等問題，綜合考查學(xué)生的分析能力和計算能力，注意把握蓋斯定律的應(yīng)用以及化學(xué)平衡三段式的計算方法，難度中等．