Question

（17分）天然气含有硫化氢气体，回收并综合利用硫化氢有重要的经济价值和环境保护意义。如硫化氢可经过一系列反应制得硫酸：

（1）物质发生不完全燃烧时的反应热难以通过实验测得。已知硫化氢气体的燃烧热是586 kJ/mol，固体硫单质的燃烧热是297 kJ·mol^-1。写出硫化氢气体不完全燃烧生成固体硫单质的热化学方程式                          。

（2）工业生产中硫化氢尾气可用NaOH溶液吸收。

①吸收尾气后得到的Na₂S溶液显        性（填“酸”、“碱”、“中”）；

②下列与H₂S、NaHS和Na₂S相关的离子方程式正确的是（填字母序号）_________。

A．H₂S+OH^—＝HS^—+H₂O             B．HS^—+H₂O＝H₂S+OH^—

C．HS^—+H₂OS^2—+H₃O⁺          D．S^2—+H₂OH₂S+2OH^—

（3）在一定温度下，某容器中发生2H₂S(g)2H₂(g)+S₂(g)的反应，测得相应时间时部分物质的浓度（mol·L^-1）如下表，根据表中数据回答问题：

时间 物质	0 min	20 min	60 min	90 min	120 min
H2S			0.006	0.005
H2	0	0.002	0.004
S2	0		0.002		0.0025

①判断90 min时反应速率v_(正)______v_(逆)（填“>”、“=”或“<”）；

②求该温度下反应的化学平衡常数（不必写出计算过程）K=______    ___。

（4）以硫化氢为原料，使用质子固体电解质（能传导H⁺）构成燃料电池，硫化氢放电后生成硫蒸气（化学式S₂），该燃料电池的负极反应式为_________      ____。

（5）硫酸是强酸，在图中画出硫酸溶液和氢氧化钠溶液反应过程的能量变化示意图。

Answer

（17分）

（1）2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(l)；ΔH＝-578 kJ·mol-1（3分，方程式2分，反应热1分）

（2）①碱（2分）

②AC（2分，只选1个且正确给1分，有错不给分）

（3）①=（2分。从60 min到90 minH2S分解了0.001 mol·L-1，同时段应生成H20.001 mol·L-1和S20.0005 mol·L-1，即容器内的H2和S2浓度分别为0.005 mol·L-1和0.0025 mol·L-1，而120 min时的S2浓度仍为0.0025 mol·L-1，故90 min时反应已达平衡状态，正、逆反应速率相等。）

②0.0025 mol·L-1（3分）

（4）2H2S-4e-=S2+4H+（2分）

（5）（3分。如图，曲线正确2分，标明物质1分）

【解析】

试题分析：（1）根据硫化氢和硫的燃烧热，结合盖斯定律，将热化学方程式中的二氧化硫消去可得到硫化氢气体不完全燃烧生成固体硫单质的热化学方程式，为2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(l)；ΔH＝-578 kJ·mol-1；

（2）①Na2S溶液因为硫离子的水解而呈碱性；

②A、为硫化氢与强碱反应的离子方程式，正确；B、HS-离子水解是可逆反应，应用可逆符号，错误；C、HS-离子电离生成硫离子和氢离子，正确；D、硫离子水解不能一步生成硫化氢，错误，答案选AC；

（3）①120min时S2的物质的量浓度是0.0025mol/L，则氢气的物质的量浓度是0.005mol/L，60-90min内硫化氢的物质的量浓度减少0.001mol/L，则氢气的物质的量浓度增加0.001mol/L，所以90 min时氢气的物质的量浓度是0.005mol/L，与120min时相同，说明90min时，反应达到平衡状态，正逆反应速率相等，反应速率v(正)= v(逆)；

②90min时各物质的浓度分别为：硫化氢：0.005mol/L，氢气：0.005mol/L，S2：0.0025mol/L，实验平衡常数K=0.0025 mol/L×0.0052 mol/L /0.0052 mol/L =0.0025 mol/L；

（4）燃料电池的负极发生氧化反应，所以硫化氢在负极失去电子生成S2和氢离子，电极反应式为2H2S-4e-=S2+4H+；

（5）硫酸与氢氧化钠发生中和反应，中和反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以能量变化图为。

考点：考查盖斯定律的应用，化学平衡常数的计算，化学平衡的判断，电极反应式的书写