H
2S的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。請回答下列問題:
(1)苯硫酚(C
6H
5SH)是一種重要的有機合成中間體,工業(yè)上常用氯苯(C
6H
5Cl)和硫化氫(H
2S)來制備苯硫酚。已知下列兩個反應(yīng)的能量關(guān)系如圖所示,則C
6H
5Cl與H
2S反應(yīng)生成C
6H
5SH的熱化學(xué)方程式為
C6H5Cl(g)+H2S(g)?C6H5SH(g)+HCl(g)△H=-16.8kJ?mol-1
C6H5Cl(g)+H2S(g)?C6H5SH(g)+HCl(g)△H=-16.8kJ?mol-1
。
(2)H
2S與CO
2在高溫下反應(yīng)制得的羰基硫(COS)可用于合成除草劑。在610K時,將0.40molH
2S與0.10molCO
2充入2.5L的空鋼瓶中,發(fā)生反應(yīng):H
2S(g)+CO
2(g)?COS(g)+H
2O(g);ΔH=+35kJ/mol,反應(yīng)達(dá)平衡后水蒸氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。
①610K時,反應(yīng)經(jīng)4min達(dá)到平衡,則0~4min的反應(yīng)速率v(H
2S)=
2×10-3mol/(L?min)
2×10-3mol/(L?min)
。
②驗測得上述反應(yīng)的速率方程為:v
正=k
正?c(H
2S)?c(CO
2),v
逆=k
逆?c(COS)?c(H
2O),k
正、k
逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù),速率常數(shù)k隨溫度升高而增大。則達(dá)到平衡后,僅升高溫度,k
逆增大的倍數(shù)
>
>
(填“>”“<”或“=”)k
正增大的倍數(shù)。
③該條件下,容器中反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是
D
D
(填字母序號)。
A.容器內(nèi)混合氣體密度不再變化
B.v
正(H
2S)=v
逆(COS)
C.容器內(nèi)的壓強不再變化
D.H
2S與CO
2的物質(zhì)的量之比不變
(3)工業(yè)上可以通過硫化氫分解制得H
2和硫蒸氣。在密閉容器中充入一定量H
2S氣體,反應(yīng)原理:2H
2S(g)?2H
2(g)+S
2(g),H
2S氣體的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。
①圖中壓強(P
1、P
2、P
3)從大到小順序為
P3>P2>P1
P3>P2>P1
,理由是
作等溫線,根據(jù)反應(yīng)方程式,增大壓強,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率降低,則P3>P2>P1
作等溫線,根據(jù)反應(yīng)方程式,增大壓強,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率降低,則P3>P2>P1
。
②如果要進(jìn)一步提高H
2S的平衡轉(zhuǎn)化率,除改變溫度、壓強外,還可以采取的措施有
及時分離出產(chǎn)物H2或S8
及時分離出產(chǎn)物H2或S8
(寫出一條即可)。
③在溫度T
2、P
3=6MPa條件下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K
p=
1
1
MPa(已知:用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。