氧硫化碳(COS，結構類似於CO2)廣泛存在於以煤為原料的各種化工原料氣中，能引起催化劑中毒、化學產品質量下降...

問題詳情：

氧硫化碳(COS，結構類似於CO2)廣泛存在於以煤為原料的各種化工原料氣中，能引起催化劑中毒、化學產品質量下降和大氣汙染。有多種方法可以脫氧硫化碳中的硫，其中*解和水解反應是兩種常用的脫硫方法，其反應式分別為：

①*解反應：COS(g) +H2(g)H2S(g) + CO(g)   ΔH1= +7kJ/mol

②水解反應：COS(g) +H2O(g)H2S(g) +CO2(g)   ΔH2=-35kJ/mol

請回答下列問題：

（1）氧硫化碳的電子式為_____。

（2）CO和H2O(g)能反應生成CO2和H2，寫出該反應熱化學方程式_______。

（3）水解反應達到平衡後，若減小容器的體積，逆反應速率將_____（填增大、減少或不變，下同），COS的轉化率____。

（4）某溫度下，體積為2L的恆容體系中，物質的量分別為mmol、nmol的COS蒸氣和H2氣發生*解，已知COS的轉化率為α，則該溫度下的平衡常數K= ____（用m、n、α等符號表示）。

（5）某科研小組研究改進催化劑TiO2/Al2O3和溫度對COS水解的影響，得到如圖

COS水解的最佳溫度是________；理由是___________。

【回答】

    (1).     (2). CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  △H=－42kJ/mol    (3). 增大    (4). 不變    (5). m α2 /(1-α)(n-mα)    (6). 300℃    (7). 催化劑活*高，轉化率很大

【解析】

【分析】

（1）氧硫化碳是共價化合物，碳原子分別與氧原子、硫原子之間形成2個共用電子對；

（2）根據蓋斯定律計算可得；

（3）平衡後減小容器體積，容器中壓強增大，增大壓強，正、逆反應速率都增大，平衡不移動；

（4）依據題意建立三段式，依據平衡常數公式計算；

（5）由圖中資訊分析300℃時COS的轉化率最高，催化劑的活*最強。

【詳解】（1）氧硫化碳是共價化合物，碳原子分別與氧原子、硫原子之間形成2個共用電子對，其電子式為，故*為：；

（2）根據蓋斯定律，②-①得CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），則△H3=△H2-△H1=（-35kJ•mol-1）-（+7kJ•mol-1）=-42kJ•mol-1，故*為：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=-42kJ•mol-1；

（3）平衡後減小容器體積，容器中壓強增大，增大壓強，正、逆反應速率都增大；該反應是氣體體積不變的反應，增大壓強，平衡不移動，COS的轉化率不變，故*為：增大；不變；

（4）假設反應容器體積為VL，COS起始物質的量為m，轉化率為a，則變化量為ma，則依據題意建立如下三段式：

COS（g）+H2（g）H2S（g）+CO（g）

起始（mol）m          n               0           0

轉化（mol）ma         ma              ma        ma

平衡（mol）m（1-a）  n-ma            ma        ma

則平衡常數K===，故*：；

（5）由圖中資訊分析300℃時COS的轉化率最高，催化劑的活*最強，則COS水解的最佳溫度是300℃，此時催化劑活*高，轉化率很大，故*為：300℃；催化劑活*高，轉化率很大。

【點睛】本題考查化學平衡的計算、反應熱與焓變的應用，側重考查分析能力及化學計算能力，掌握蓋斯定律的計算，注意掌握三段式在化學平衡計算中的應用為解答關鍵。

知識點：化學反應速率 化學平衡

題型：綜合題