Question

【题目】石油产品中含有H2S及COS、CH3SH等多种有机硫，石油化工催生出多种脱硫技术。回答下列问题：

(1)已知热化学方程式：①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H1=-362 kJ·mol-1

②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H2=-1172 kJ·mol-1

则H2S气体和氧气反应生成固态硫和液态水的热化学方程式为__________________。

(2)可以用K2CO3溶液吸收H2S，其原理为K2CO3+H2S=KHS+KHCO3，该反应的平衡常数为_______。(已知H2CO3 的Ka1=4.2×10-7，Ka2=5.6×10-11；H2S的Ka1=5.6×10-8，Ka2=1.2×10-15)

(3)在强酸溶液中用H2O2 可将COS氧化为硫酸，这一原理可用于COS 的脱硫。该反应的化学方程式为_______。

(4)COS的水解反应为COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) △H<0。某温度时，用活性α-Al2O3作催化剂，在恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比[n(H2O)/n(COS)]的转化关系如图1所示。其它条件相同时，改变反应温度，测得一定时间内COS的水解转化率如图2所示：

①该反应的最佳条件为:投料比[n(H2O)/n(COS)]__________，温度__________。

②P点对应的平衡常数为_____________ 。(保留小数点后2 位)

Answer 1

【答案】2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H=-632kJ·mol-1 1.0×103 COS+4H2O2 =CO2+H2SO4+3H2O 10：1 160℃ 0.05

【解析】

(1) ①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H1=-362 kJ·mol

②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H2=-1172 kJ·mol-1

将[①×2+②]/3得：2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H=-632kJ·mol-1

答案为：2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H=-632kJ·mol-1

(2)可以用K2CO3溶液吸收H2S，其原理为K2CO3+H2S=KHS+KHCO3，该反应的平衡常数为K=答案为：1.0×103

(3)在强酸溶液中用H2O2 可将COS氧化为硫酸。该反应的化学方程式为COS+4H2O2 =CO2+H2SO4+3H2O。

答案为：COS+4H2O2 =CO2+H2SO4+3H2O

(4)①从图1中可以看出，投料比[n(H2O)/n(COS)]为10:1时，COS的转化率最高。

答案为 10:1

温度为160℃时，COS的转化率最高。 答案为：160℃

② 在P点，[n(H2O)/n(COS)]=6，COS的转化率为40%

设COS的起始浓度为1mol/L，则H2O(g)的起始浓度为6mol/L

K=

答案为：0.05