Question

石油产品中除含有H₂S外，还含有各种形态的有机硫，如COS、CH₃SH。回答下列问题:

（1）CH₃SH (甲硫醇)的电子式为________。

（2）一种脱硫工艺为: 真空K₂CO₃ —克劳斯法。

① K₂CO₃溶液吸收H₂S的反应为K₂CO₃+H₂S= KHS + KHCO₃，该反应的平衡常数的对数值为lgK=_____( 已知: H₂CO₃ lgK₁=-6.4，lgK₂=-10.3；H₂S lgK₁=-7，lgK₂=- 19 )。

②已知下列热化学方程式:

a.2H₂S(g)+3O₂(g)=2SO₂(g)+ 2H₂O(l)   △H₁=-1172kJ/mol 

b.2H₂S(g)+O₂(g)=2S(s)+2H₂O(l)       △H2=-632 kJ/mol 

克劳斯法回收硫的反应为SO₂和H₂S气体反应生成S(s)，则该反应的热化学方程式为__________。

（3）Dalleska 等人研究发现在强酸溶液中可用H₂O₂ 氧化COS。该脱除反应的化学方程式为______________。

（4）COS 水解反应为COS(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂S(g)   △H= -35.5 kJ/mol。

用活性α-Al₂O₃催化，在其它条件相同时，改变反应温度，测得COS水解转化率如图1所示；某温度时，在恒容密闭容器中投入0.3molH₂O(g) 和0.1molCOS，COS 的平衡转化率如图2所示。

①图1活性α-Al₂O₃催化水解，随温度升高转化率先增大后又减小的可能原因是________。

②由图2可知，P点时平衡常数为K= ______(填数字)。

③活性α-Al₂O₃催化水解，为提高COS 的转化率可采取的措施是____________。

Answer

3.3 2H2S(g) + SO2(g) = 3S(s) +2H2O(l) △H=－362 kJ·mol－1 COS+4H2O2 =CO2+H2SO4+3H2O 开始温度低，催化剂活性小，到160℃活化剂活性最大，继续升温，催化剂活性降低且平衡向逆反应方向移动 0.0476 控制温度约160℃并增大n(H2O)/n(COS)

【解析】（1）CH3SH (甲硫醇)属于共价化合物，其电子式为。

（2）一种脱硫工艺为: 真空K2CO3 —克劳斯法。

① K2CO3+H2S= KHS + KHCO3

===10-7/10-10.3=103.3 lgK=3.3。答案：3.3。

②已知下列热化学方程式:

根据a.2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+ 2H2O(l) △H1=-1172kJ/mol 

b.2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)  △H2=-632 kJ/mol 

=-632  kJ/mol 3-(-1172kJ/mol )/2=－362 kJ·mol－1

故2H2S(g) + SO2(g) = 3S(s) +2H2O(l) △H=－362 kJ·mol－1

克劳斯法回收硫的反应为SO2和H2S气体反应生成S(s)，则该反应的热化学方程式为2H2S(g) + SO2(g) = 3S(s) +2H2O(l) △H=－362 kJ·mol－1。

（3）Dalleska 等人研究发现在强酸溶液中可用H2O2 氧化COS。该脱除反应的化学方程式为COS+4H2O2 =CO2+H2SO4+3H2O

（4）①图1活性α-Al2O3催化水解，催化剂与温度有一个临界点，高于这个临界点，催化剂的活性降低。由图可知开始温度低，催化剂活性小，到160℃活化剂活性最大，继续升温，催化剂活性降低且平衡向逆反应方向移动。

② COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g

初始量 0.1 0.3 0 0

变化量 X X X X

平衡量 0.1-X 0.3-X X X

P点时COS转化率为30，所以X=0.03mol平衡常数为K= 0.30.3/0.070.27=0.0476

③COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) △H= -35.5 kJ/mol。为提高可使化学平衡向正反应方向移动，根据影响化学平衡移动的因素温度，压强 浓度，由方程式可知压强不能改变平衡移动，所以可以增加水蒸气的浓度，温度升高COS 的转化率降低，所以控制温度约160℃并增大n(H2O)/n(COS)即可。