Question

利用化石燃料開(kāi)采、加工過(guò)程產(chǎn)生的H₂S廢氣制取氫氣，既廉價(jià)又環(huán)保．
利用H₂S廢氣制取氫氣來(lái)的方法有多種
（1）高溫?zé)岱纸夥?br />已知：H₂S（g）?H₂（g）+

1

2

S₂（g）
在恒溫密閉容器中，控制不同溫度進(jìn)行H₂S分解實(shí)驗(yàn)．以H₂S起始濃度均為0.2mol?L^-1測(cè)定H₂S的轉(zhuǎn)化率，結(jié)果見(jiàn)圖1．圖中a為H₂S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系曲線，b曲線表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過(guò)相同時(shí)間且未達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)H₂S的轉(zhuǎn)化率．據(jù)圖計(jì)算985℃時(shí)H₂S按上述反應(yīng)分解的平衡常數(shù)K=

 

；說(shuō)明溫度的升高，曲線b向曲線a逼近的原因：

 

．
（2）電化學(xué)法
該法制氫過(guò)程的示意圖如圖2．反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式，其目的是

 

；反應(yīng)池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．反應(yīng)后的溶液進(jìn)入電解池，電解總反應(yīng)的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,電解原理

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；溫度的升高，曲線b向曲線a逼近，反應(yīng)速率加快；
（2）反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式，可增大反應(yīng)物接觸面積；反應(yīng)池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)；電解池中亞鐵離子失去電子，氫離子得到電子，以此來(lái)解答．

解答： 解：（1）以H₂S起始濃度均為0.2mol?L^-1測(cè)定H₂S的轉(zhuǎn)化率，985℃時(shí)H₂S的轉(zhuǎn)化率為40%，則
                        H₂S（g）?H₂（g）+

1

2

S₂（g）
開(kāi)始（mol?L^-1 ）         0.2     0         0
轉(zhuǎn)化（mol?L^-1 ）        0.08    0.08     0.04
平衡（mol?L^-1 ）        0.12    0.08      0.04
K=

0.08×0.04 1 2

0.12

=0.13；
溫度的升高，曲線b向曲線a逼近，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡時(shí)的時(shí)間縮短，
故答案為：0.13；溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需的進(jìn)間縮短；
（2）反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式，可增大反應(yīng)物接觸面積；反應(yīng)池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)為H₂S+2FeCl₃=2FeCl₂+S↓+2HCl；電解池中亞鐵離子失去電子，氫離子得到電子，電解總反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+2H⁺

通電  .

2Fe³⁺+H₂↑，
故答案為：增大反應(yīng)物接觸面積，使反應(yīng)更充分；H₂S+2FeCl₃=2FeCl₂+S↓+2HCl；2Fe²⁺+2H⁺

通電  .

2Fe³⁺+H₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題以硫化氫為載體考查物質(zhì)的性質(zhì)、影響反應(yīng)速率的因素、化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算等，題目綜合性強(qiáng)，難度較大，注重了高考常考考點(diǎn)的考查，注意知識(shí)的遷移應(yīng)用和信息的處理．