Question

“关爱生命，注意安全”。惨痛的天津爆炸触目惊心，火灾之后依然火势绵延不绝的原因之一是易燃物中含有电石。工业上常用电石(主要成分为CaC₂，杂质为CaS等)与水反应生产乙炔气。

（1）工业上合成CaC₂主要采用氧热法。

已知：CaO(s)+3C(s)=CaC₂(s)+CO(g)  △H=+464.1kJ·mol^-1

C(s)+l/2O₂(g)=CO(g)        △H=-110.5kJ．mol^-1

若不考虑热量耗散，物料转化率均为100％，最终炉中出来的气体只有CO，为维持热平衡，每生产l molCaC₂，转移电子的物质的量为_______。

（2）已知2000℃时，合成碳化钙的过程中还可能涉及到如下反应

CaO(s)+C(s) Ca(g)+CO(g)         K₁    △H₁=a KJ·mol^-1

Ca(g)+2C(s) CaC₂(s)            K₂    △H₂=b KJ·mol^-1

2CaO(s)+CaC₂(s) 3Ca(g)+2CO(g)  K₃    △H₃=c KJ·mol^-1

则K₁=_______ (用含K₂、K₃的代数式表示)；c=_____(用含a、b的代数式表示)。

（3）利用电石产生乙炔气的过程中产生的H₂S气体制取H₂，既廉价又环保。

①利用硫化氢的热不稳定性制取氢气。在体积为2L的恒容密闭容器中，H₂S起始物质的量为2mol，达到平衡后H₂S的转化率随温度和压强变化如图l所示。据图计算T₁℃时压强P₁时，硫为气态，则平衡体系中H₂的体积分数_____。由图知压强P₁__P₂(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是______。

②电化学法制取氢气的原理如图2，请写出反应池中发生反应的离子方程式_____，惰性电极a上发生的电极反应式为_______。

Answer

（1） 10.4mol电子

（2） ； 2a-b；

（3） 28.6%；小于；相同温度下，压强越大，硫化氢分解反应逆向进行，所以P1小于P2 ；

【解析】

试题分析：（1）根据第一个反应没生成1mol碳化钙需要吸收热量为464.1kJ’，需要第二个反应提供，第一个反应中转移的电子为2mol。第二个反应中消耗的C的物质的量为：464.1/110.5=4.2mol，转移电子为8.4mol，总的转移10.4mol电子。

（2）将第一个反应乘以2减去第二个反应可得2CaO(s)+CaC2(s) ⇌ 3Ca(g)+2CO(g)△H3=2* △H1 -△H2，K3= K12/K2，即K1= ；C=2a-b；（3）根据图中T1时，硫化氢气体的转化率为40%，根据三行式可直接得出平衡时，硫化氢为1.2mol，硫及氢气为0.8mol，则氢气的体积分数为：28.6%。根据同一个温度下压强P1时候硫化氢转化率大，可知压强小。电解池中的离子方程式为：惰性电极a上发生的电极反应为：

考点：化学反应原理，化学平衡问题，电化学