Question

羰基硫(O=C=S)广泛存在于以煤为原料制备的各种化工原料气中，能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染等。羰基硫的氢解和水解反应是两种常用的脱硫方法，其反应式分别为：

①氢解反应：COS(g)+H₂(g)H₂S(g)+CO(g)   ΔH₁＝+7 kJ·mol^-1

②水解反应：COS(g)+H₂O(g)H₂S(g)+CO₂(g)  ΔH₂＝-35 kJ·mol^-1

请回答下列问题：

(1)已知热化学方程式：CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)  ΔH₃，则ΔH₃ ＝_______。

(2)水解反应达到平衡后，若减小容器的体积，则逆反应速率_______________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，COS的转化率_______________。

(3)COS氢解反应的平衡常数K与温度T具有如下的关系式(a、b均为常数)

①如图能表示COS的氢解反应的直线为____________。

②一定条件下，催化剂Ⅰ和Ⅱ对COS氢解反应的催化作用如下：

	达到平衡所需时间/min	a 的数值	b的数值
催化剂Ⅰ	t	a1	b1
催化剂Ⅱ	2t	a2	b2

则a₁_______________a₂ (填“＞”、“＜”、“＝”)。

(4)某温度下，维持体系体积恒定，物质的量分别为m、n的COS蒸气和H₂发生氢解反应。已知COS的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝________(用m、n、α等符号表示)。

Answer

(1)-42 kJ/mol；(2)增大；不变；

(3)①z；② ＝；(4)；

【解析】

试题分析：(1)①COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)△H1=+7KJ•mol-1，②COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)△H2 =-35KJ/mol，盖斯定律计算②-①得到：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H3=-42KJ/mol，故答案为：-42 KJ/mol；

(2)COS(g)+H2(g)⇌H2S(g)+CO(g)反应前后气体体积不变，氢解反应平衡后减小容器的体积，压强增大，反应速率增大，平衡不动COS的转化率不变，故答案为：增大；不变；

(3)COS氢解反应的平衡常数K与温度T具有如下的关系式，式中a和b均为常数，随增大，K增大。

①氢解反应为吸热反应，升高温度，k增大，如图中，表示COS氢解反应的直线为z，故答案为：z；

②K的数值只与温度有关，温度不变平衡常数不变与催化剂无关，，则a1=a2，故答案为：=；

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

起始(mol) m n 0 0

反应 mα mα mα mα

平衡 m- mα n- mα mα mα

该温度下反应的平衡常数K＝=，故答案为：.

考点：考查了反应热和焓变、盖斯定律的应用、化学平衡的计算的相关知识。