Question

【題目】硫化氫氣體在資源利用和環(huán)境保護等方面均有重要應用。

(1)工業(yè)上采用高溫分解H2S制取氫氣，2H2S(g)2H2(g)+S2(g)，在膜反應器中分離出H2。在容積為2L的恒容密閉容器中，控制不同溫度進行此反應。H2S的起始物質(zhì)的量均為1mol，實驗過程中測得H2S的轉(zhuǎn)化率如圖所示。曲線a表示H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關系，曲線b表示不同溫度下反應經(jīng)過相同時間時H2S的轉(zhuǎn)化率。

①反應2H2S(g)2H2(g)+S2(g)的H___________(填“>”“<’或“＝”)0。

②985℃時，反應經(jīng)過5s達到平衡狀態(tài)，此時H2S的轉(zhuǎn)化率為40%，則用H2表示的反應速率為v(H2)＝____________。

③隨著H2S分解溫度的升高，曲線b向曲線a逐漸靠近，其原因是____________。

(2)將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反應回收S，其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如下圖所示。

①在圖示的轉(zhuǎn)化中，化合價不變的元素是____________。

②在溫度一定和不補加溶液的條件下，緩慢通入混合氣體，并充分攪拌。欲使生成的硫單質(zhì)中盡可能不含CuS，可采取的措施有________。

Answer 1

【答案】> 0.04mol/(L·S) 溫度升高，反應速率加快，達到平衡所需時間縮短 ①Cu、Cl、H 增加氧氣的通入量或增加起始時c(Fe3+)

【解析】

（1）①由圖象可知，隨著溫度升高，H2S的轉(zhuǎn)化率逐漸增大，說明溫度升高時，平衡正向移動，則該反應為吸熱方向，即△H>0。

②若985℃時，H2S的轉(zhuǎn)化率為40%，則參加反應的硫化氫為0.4 mol，生成氫氣0.4mol，所以氫氣的反應速率為v=△c/△t==0.04 mol/(L·S)；

③隨著溫度升高，反應速率逐漸加快，達到平衡所需時間縮短，所以曲線b向曲線a逼近；

(2) ①根據(jù)圖示可知，整個過程中－2價的S與0價的S之間相互轉(zhuǎn)化，還存在Fe2＋與Fe3＋之間的相互轉(zhuǎn)化。

②根據(jù)圖示，可增大空氣的量，使S2－完全轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S，使其沒有機會和Cu2＋結(jié)合生成CuS。

（1）①由圖象可知，溫度升高，轉(zhuǎn)化率增大，則平衡正移，所以正方向為吸熱方向，即△H>0，

②H2S的物質(zhì)的量為1 mol，體積2L，起始濃度為0.5 mol/L，若985℃時，反應經(jīng)5s達到平衡，此時H2S的轉(zhuǎn)化率為40%，則參加反應的硫化氫為0.5 mol/L×40%=0.2 mol/L，

v=△c/△t==0.04 mol/(L·S)；

③隨著溫度升高，反應速率逐漸加快，達到平衡所需時間縮短，所以曲線b向曲線a逼近；

故答案為：>；0.04mol/(L·s)；溫度升高，反應速率加快，達到平衡所需時間縮短；

（2）①通過圖示可以看出來Fe的化學價由+3變?yōu)?/span>+2，S的化合價由-2變0價，化合價沒有變的元素是Cu、Cl和H三種元素；

②在溫度一定和不補加溶液的條件下，緩慢通入混合氣體，并充分攪拌。欲使生成的硫單質(zhì)中不含CuS，可采取的措施有：增加氧氣的通入量或增加起始時c(Fe3+)。

故答案為：Cu、Cl、H；增加氧氣的通入量或增加起始時c(Fe3+)。