【題目】石油產(chǎn)品含有多種含硫物質(zhì),如H2S、COS等。

(1)一種脫硫工藝為:真空K2CO3-克勞斯法。

①K2CO3溶液吸收H2S的反應(yīng)為K2CO3+H2S=KHS+KHCO3,該反應(yīng)的平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)值為1gK=___。

(已知:H2CO3 lgK1=-6.4, lgK2=-10.3;H2S 1gK1=-7,lgK2=-19)

②已知下列熱化學(xué)方程式:

2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H1 =-1172kJ·mol-1

2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H2 =-632kJ·mol-1

克勞斯法回收硫的反應(yīng)為SO2氣體和H2S氣體反應(yīng)生成S(s),則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___________________。同時(shí),COS發(fā)生水解反應(yīng): COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) △H>0,結(jié)合以上兩個(gè)反應(yīng),克勞斯法選擇反應(yīng)溫度為300℃,溫度低有利于____,但溫度過(guò)低會(huì)使硫析出,降低催化劑活性,反應(yīng)過(guò)慢,以及不利于_______________。

(2)石灰石料漿作為脫硫劑可有效吸收廢氣中的SO2,將CO2氣體通入石灰石料漿罐對(duì)CaCO3脫硫劑進(jìn)行活化處理可明顯提高CaCO3脫硫的效率,活化后的主要脫硫反應(yīng)之一為:2Ca2++2SO2+O2+3H2O = 2CaSO4·H2O+4H+。

①?gòu)U氣經(jīng)脫硫后,除水蒸氣外,________(填氣體化學(xué)式)含量明顯增多。

②其他條件一定,物料比為1.2時(shí),脫硫反應(yīng)的速率受Ca2+濃度的影響。圖中a點(diǎn)是Ca(OH)2為脫硫劑時(shí)的脫硫效率,曲線表示CaCO3活化時(shí)間對(duì)脫硫效率的影響。

I.CaCO3與SO2反應(yīng)的速率明顯低于Ca(OH)2與SO2反應(yīng)的速率,其原因是________。

II.a點(diǎn)和b點(diǎn)脫硫效率接近的原因是________________。

【答案】 3.3 2H2S(g) + SO2(g)=3S(s) + 2H2O(l) △H = - 362 kJ·mol-1 H2S 與 SO2反應(yīng)平衡正向進(jìn)行 COS 水解 CO2 相同條件下,Ca(OH)2的溶解度大于CaCO3,溶液中產(chǎn)生的Ca2+濃度比CaCO3 產(chǎn)生的Ca2+濃度大 CaCO3 +CO2 + H2O=Ca2+ +2HCO3-,Ca2+濃度增大

【解析】分析本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、蓋斯定律的應(yīng)用、外界條件對(duì)化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率的影響

1根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式和H2CO3、H2S的電離平衡常數(shù)計(jì)算。

應(yīng)用蓋斯定律寫(xiě)出SO2氣體和H2S氣體反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。H2SSO2的反應(yīng)為放熱反應(yīng),COS的水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度低有利于H2SSO2的反應(yīng)平衡正向移動(dòng),溫度過(guò)低不利于COS的水解。

2石灰石料漿吸收SO2的原理為2CaCO3+2SO2+O2+H2O=2CaSO4·H2O+2CO2CO2通入石灰石料漿活化處理,脫硫的原理為CO2+CaCO3+H2O=CaHCO322CaHCO32+2SO2+O2=2CaSO4·H2O+4CO2+H2O;廢氣脫硫后,CO2含量明顯增多。

②I.相同條件下CaOH2的溶解度大于CaCO3,CaOH2溶液中產(chǎn)生Ca2+濃度比CaCO3中產(chǎn)生的Ca2+濃度大,濃度越大反應(yīng)速率越快。

II.CaCO3脫硫時(shí)會(huì)產(chǎn)生CO2,CO2CaCO3H2O反應(yīng)生成可溶性CaHCO32,溶液中Ca2+濃度增大,使a點(diǎn)和b點(diǎn)的脫硫效率接近。

詳解:(1)反應(yīng)K2CO3+H2S=KHS+KHCO3的離子方程式為:CO32-+H2S=HS-+HCO3-,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K===lgK=lgKa1H2S-lgKa2H2CO3=-7--10.3=3.3。

對(duì)反應(yīng)編號(hào),

2H2Sg+3O2g=2SO2g+2 H2OlΔH1 =-1172kJ·mol-1I式)

2H2Sg+O2g=2Ss+2H2OlΔH2 =-632kJ·mol-1II式)

應(yīng)用蓋斯定律,將(II3-I22H2Sg+SO2g=3Ss+2H2OlΔH=[-632kJ/mol3--1172kJ/mol] 2=-362kJ/mol,H2S氣體與SO2氣體反應(yīng)生成Ss的熱化學(xué)方程式為2H2Sg+SO2g=3Ss+2H2OlΔH=-362kJ/mol。H2SSO2的反應(yīng)為放熱反應(yīng),COS的水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),降低溫度,H2SSO2的反應(yīng)平衡正向移動(dòng),COS的水解反應(yīng)逆向移動(dòng),溫度低有利于H2SSO2的反應(yīng)平衡正向移動(dòng)。溫度過(guò)低不利于COS的水解。

2石灰石料漿吸收SO2的原理為2CaCO3+2SO2+O2+H2O=2CaSO4·H2O+2CO2;將CO2通入石灰石料漿活化處理脫硫的原理為CO2+CaCO3+H2O=CaHCO32,2CaHCO32+2SO2+O2=2CaSO4·H2O+4CO2+H2O;廢氣脫硫后,除水蒸氣外,CO2含量明顯增多。

I.主要的脫硫反應(yīng)為2Ca2++2SO2+O2+3H2O=2CaSO4·H2O+4H+;相同條件下,CaOH2的溶解度大于CaCO3CaOH2溶液中產(chǎn)生Ca2+濃度比CaCO3中產(chǎn)生的Ca2+濃度大,Ca2+濃度越大反應(yīng)速率越快,所以CaCO3SO2反應(yīng)的速率明顯低于CaOH2SO2反應(yīng)的速率。

II.CaCO3脫硫時(shí)反應(yīng)為2CaCO3+2SO2+O2+H2O=2CaSO4·H2O+2CO2,脫硫時(shí)會(huì)產(chǎn)生CO2CO2CaCO3、H2O反應(yīng)生成可溶性CaHCO32,反應(yīng)為CaCO3+CO2+H2O=CaHCO32,溶液中Ca2+濃度增大,使a點(diǎn)和b點(diǎn)的脫硫效率接近。

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A. 1︰3 B. 3︰2 C. 1︰1 D. 2︰3

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CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H 1=-a kJ·mol-1

2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l)H2 =-bkJ·mol-1

A. 可燃冰適宜保存在低溫,高壓的環(huán)境中

B. 1m3可燃冰可釋放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下[22.4ρ1/(16+18n)]m3CH4

C. 汽油的燃燒熱約為0.5b kJ·mol-1

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A. 反應(yīng)CO2(g)+c(s)2CO(g) H<0

B. 體系的總壓強(qiáng)P總:P(狀態(tài)Ⅱ)2P總(狀態(tài)III)

C. 體系中c(CO):6c(CO,狀態(tài)I)<c(CO,狀態(tài)II)

D. 從狀態(tài)I到狀態(tài)III的升溫過(guò)程中,每一時(shí)刻,正逆反應(yīng)速率:υ逆>υ正

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(1)寫(xiě)出對(duì)溴苯乙烯中的官能團(tuán)名稱:____,有機(jī)物C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____________。

(2)催化劑a___________。

(3)寫(xiě)出生成對(duì)溴苯乙烯的化學(xué)方程式: ______________________

(4)芳香族化合物M是有機(jī)物D的同分異構(gòu)體,且笨環(huán)上只有兩個(gè)取代基,則有機(jī)物M的同分異構(gòu)體(不含有機(jī)物D)______種。

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C. 實(shí)驗(yàn)室里常用固體氯化銨與氫氧化鈣反應(yīng)制取少量氨氣

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①SO2(g)+2OH-(aq)SO32-(aq)+H2O(l) ΔH1=a KJ/mol

②ClO-(aq)+SO32-(aq)SO42-(aq)+Cl-(aq) ΔH2=b KJ/mol

③CaSO4(s)Ca2+(aq)+ SO42- (aq) ΔH3=c KJ/mol

④SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)ΔH4=dKJ/mol

A. 隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,吸收劑溶液的pH逐漸減小

B. 反應(yīng)①、②均為氧化還原反應(yīng)

C. 反應(yīng)Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=CaSO4(s)+2H2O(1)的ΔH=-ckJ/mol

D. d=a+b+c

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①增大反應(yīng)物的濃度②升高溫度③增大壓強(qiáng)④加入催化劑

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A.5∶3
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