Question

【題目】“關(guān)愛生命，注意安全”。慘痛的天津爆炸觸目驚心，火災之后依然火勢綿延不絕的原因之一是易燃物中含有電石。工業(yè)上常用電石(主要成分為CaC2，雜質(zhì)為CaS等)與水反應生產(chǎn)乙炔氣。

（1）工業(yè)上合成CaC2主要采用氧熱法。

已知：CaO(s)+3C(s)=CaC2(s)+CO(g) △H=+464.1kJ·mol-1

C(s)+l/2O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ．mol-1

若不考慮熱量耗散，物料轉(zhuǎn)化率均為100％，最終爐中出來的氣體只有CO，為維持熱平衡，每生產(chǎn)l molCaC2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______。

（2）已知2000℃時，合成碳化鈣的過程中還可能涉及到如下反應

CaO(s)+C(s) Ca(g)+CO(g) K1 △H1=a KJ·mol-1

Ca(g)+2C(s) CaC2(s) K2 △H2=b KJ·mol-1

2CaO(s)+CaC2(s) 3Ca(g)+2CO(g) K3 △H3=c KJ·mol-1

則K1=_______ (用含K2、K3的代數(shù)式表示)；c=_____(用含a、b的代數(shù)式表示)。

（3）利用電石產(chǎn)生乙炔氣的過程中產(chǎn)生的H2S氣體制取H2，既廉價又環(huán)保。

①利用硫化氫的熱不穩(wěn)定性制取氫氣。在體積為2L的恒容密閉容器中，H2S起始物質(zhì)的量為2mol，達到平衡后H2S的轉(zhuǎn)化率隨溫度和壓強變化如圖l所示。據(jù)圖計算T1℃時壓強P1時，硫為氣態(tài)，則平衡體系中H2的體積分數(shù)_____。由圖知壓強P1__P2(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是______。

②電化學法制取氫氣的原理如圖2，請寫出反應池中發(fā)生反應的離子方程式_____，惰性電極a上發(fā)生的電極反應式為_______。

Answer 1

【答案】

（1） 10.4mol電子

（2） ； 2a-b；

（3） 28.6%；小于；相同溫度下，壓強越大，硫化氫分解反應逆向進行，所以P1小于P2 ；

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)第一個反應沒生成1mol碳化鈣需要吸收熱量為464.1kJ’，需要第二個反應提供，第一個反應中轉(zhuǎn)移的電子為2mol。第二個反應中消耗的C的物質(zhì)的量為：464.1/110.5=4.2mol，轉(zhuǎn)移電子為8.4mol，總的轉(zhuǎn)移10.4mol電子。

（2）將第一個反應乘以2減去第二個反應可得2CaO(s)+CaC2(s) 3Ca(g)+2CO(g)△H3=2* △H1 -△H2，K3= K12/K2，即K1= ；C=2a-b；（3）根據(jù)圖中T1時，硫化氫氣體的轉(zhuǎn)化率為40%，根據(jù)三行式可直接得出平衡時，硫化氫為1.2mol，硫及氫氣為0.8mol，則氫氣的體積分數(shù)為：28.6%。根據(jù)同一個溫度下壓強P1時候硫化氫轉(zhuǎn)化率大，可知壓強小。電解池中的離子方程式為：惰性電極a上發(fā)生的電極反應為：