Question

【題目】硫化氫氣體在資源利用和環(huán)境保護(hù)等方面均有重要應(yīng)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(yīng)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(jìn)行此反應(yīng)。H2S的起始物質(zhì)的量均為1mol，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)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(guān)系，曲線b表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過(guò)相同時(shí)間時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率。

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

②985℃時(shí)，反應(yīng)經(jīng)過(guò)5s達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率為40%，則用H2表示的反應(yīng)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(yīng)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(jià)不變的元素是____________。

②在溫度一定和不補(bǔ)加溶液的條件下，緩慢通入混合氣體，并充分?jǐn)嚢琛Ｓ�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(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短 ①Cu、Cl、H 增加氧氣的通入量或增加起始時(shí)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(shuō)明溫度升高時(shí)，平衡正向移動(dòng)，則該反應(yīng)為吸熱方向，即△H>0。

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

③隨著溫度升高，反應(yīng)速率逐漸加快，達(dá)到平衡所需時(shí)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(gè)過(guò)程中－2價(jià)的S與0價(jià)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(méi)有機(jī)會(huì)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?yàn)槲鼰岱较颍�即�?/span>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(shí)，反應(yīng)經(jīng)5s達(dá)到平衡，此時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率為40%，則參加反應(yīng)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(yīng)速率逐漸加快，達(dá)到平衡所需時(shí)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(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短；

（2）①通過(guò)圖示可以看出來(lái)Fe的化學(xué)價(jià)由+3變?yōu)?/span>+2，S的化合價(jià)由-2變0價(jià)，化合價(jià)沒(méi)有變的元素是Cu、Cl和H三種元素；

②在溫度一定和不補(bǔ)加溶液的條件下，緩慢通入混合氣體，并充分?jǐn)嚢�。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(shí)c(Fe3+)。

故答案為：Cu、Cl、H；增加氧氣的通入量或增加起始時(shí)c(Fe3+)。