Question

H₂S 在金属离子的鉴定分析、煤化工等领域都有重要应用。请回答：

（一）H₂S 是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体。反应原理为

①COS(g)+H₂(g)H₂S(g)+CO(g)                  △H=+7kJ/mol 

②CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)                  △H=-42kJ/mol

已知断裂 1mol 气态分子中的化学键所需能量如下表所示。

分子	COS(g)	H2(g)	CO(g)	H2S(g)	H2O(g)	CO2(g)
能量/kJ/mol	1310	442	x	678	930	1606

（1）计算表中 x=____________。

(2）向VL容积不变的密闭容器中充入1molCOS(g)、amolH₂(g)和1molH₂O(g)，发生上述两个反应，其他条件不变时，容器内CO的平衡体积分数与温度（T）的关系如下图所示。

已知：T_IK时测得平衡体系中COS为0.80mol，H₂为0.85mol。

① 随着温度的升高，CO的平衡体积分数增大，理由是____________。

② a=______。T₁K时CO的平衡转化率为_______

③ T₁K 时容器内总压强为pMPa，用气体分压代替气体浓度计算反应l 压强平衡常数Kp＝____气体组分的分压=总压强×（气体组分的物质的量/气体总物质的量）（结果保留2位小数）。

（3）少量的羰基硫（COS）用氢氧化钠溶液处理的过程如下（部分产物已略去）:

下图是反应Ⅱ中，在不同温度下，反应时间与H₂产量的关系图（Na₂S的初始含量为3mol),

① Na₂S溶液显_______（“酸性”或“碱性”）。

② 判断T_l、T₂、T₃的大小：_______。

（二）H₂S 用于金属离子的鉴定。

（4）已知：25℃时，K(sp)(SnS)= 1.0×10^－25, K(sp)(CdS)= 8.0×10^－27。该温度下，向浓度均为0.1mol/L的CdCl₂和SnCl₂的混合溶液中通入H₂S，当Sn²⁺开始沉淀时，溶液中c(Cd²⁺)=______（溶液体积变化忽略不计）。

Answer

1076 反应i为吸热反应，身高温度，平衡正向移动，CO的平衡体积分数增大。反应ii为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的平衡体积分数也增大 1 20% 0.044 碱性 T3>T2>T1 8.0×10-3mol/L

【解析】（1）根据反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-42kJ/mol =反应为的键能之和-生成物的键能之和=（x+930）-（1606+442），解得x=1076，故答案为：1076；

（2）①、① COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H=+7kJ/mol ，反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的平衡体积分数增大，②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-42kJ/mol，反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的平衡体积分数也增大，故答案为：反应①为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的平衡体积分数增大。反应②为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的平衡体积分数也增大；

② COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)

起始（mol）1 a 0 0

反应 0.2 0.2 0.2 0.2

平衡 0.8 a-0.2 0.2 0.2

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始（mol）0.2 1 0 a-0.2

反应 x x x x

平衡 0.2-x 1-x x a-0.2+x

则a-0.2+x=0.85，根据图像，平衡时CO的平衡体积分数为5%，因此5%=×100%，解得a=1，x=0.05，COS的平衡转化率×100%=20%，故答案为：1；20%；

③根据上述计算可知COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) 平衡时的物质的量分别为COS0.8mol，H20.85mol，H2S 0.2mol，CO0.15mol，气体的总物质的量为3mol，Kp＝=0.044，故答案为：0.044；

（3）① Na2S属于强碱弱酸盐，水解溶液显碱性，故答案为：碱性；

②由图可知，温度高的反应速率大，则反应的时间短，则T3>T2>T1，故答案为：T3>T2>T1；

（4）根据K(sp)(SnS)= 1.0×10－25，当Sn2+开始沉淀时，溶液中c(S2-)= =1.0×10－24mol/L，此时溶液中c(Cd2+)== 8.0×10-3mol/L，故答案为： 8.0×10-3mol/L。