Question

天然氣中伴隨有H₂S等含硫化合物，脫硫方法有多種：
（1）一種濕法脫硫是用硫酸鉀溶液吸收其中的H₂S，同時生成兩種酸式鹽，該反應的化學方程式為

 

．
（2）一種干法脫硫，其涉及反應：H₂（g）+CO（g）+SO₂（g）?H₂O（g）+CO₂（g）+S（s），△H＜0．
要高脫硫率可采取的措施是

 

．
a．高壓   b．加入催化劑   c．減少CO₂的濃度   d．增加CO的濃度   e．分離出硫
（3）用脫硫劑ZDE-01的海綿鐵法脫硫，可實現常溫脫硫
①脫硫：Fe₂O₃?H₂O（s）+3H₂S（g）=Fe₂O₃?H₂O（s）+3H₂O（g）△H=-akJ/mol
②再生：2Fe₂O₃?H₂O（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃?H₂O（s）+6S（g）△H=-bkJ/mol
則2H₂S（g）+O₂（g）=2H₂O（g）+2S（s）△H=

 

（用a、b表示）．
（4）一種改進的克勞斯法脫硫的工藝即WSA硫酸工藝，化學反應如下：
H₂S+1.5O₂=H₂O+SO₂，SO₂+0.5O₂?SO₃
SO₃（g）+H₂O（g）=H₂SO₄（g），H₂SO₄（g）+0.17H₂O（g）→H₂SO₄（aq）
該法最終得到的硫酸溶液的質量分數為

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）依據用硫酸鉀溶液吸收其中的H₂S，同時生成兩種酸式鹽的要求分析書寫；
（2）高脫硫率應使平衡正向進行，依據化學平衡的反應特征結合平衡移動原理分析判斷；
（3）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式，得到焓變；
（4）依據反應H₂SO₄（g）+0.17H₂O（g）→H₂SO₄（aq），依據溶液質量分數計算得到硫酸的質量分數．

解答： 解：（1）用硫酸鉀溶液吸收其中的H₂S，同時生成兩種酸式鹽，反應的化學方程式為：H₂S+K₂CO₃=KHS+KHCO₃ ，
故答案為：H₂S+K₂CO₃=KHS+KHCO₃ ；
（2）H₂（g）+CO（g）+SO₂（g）?H₂O（g）+CO₂（g）+S（s），△H＜0，反應特征是氣體體積減小的放熱反應，提高脫硫率使品紅正向進行；
a．高壓會使品紅正向進行，故a符合；   
b．加入催化劑只改變反應速率不改變化學平衡，不能提高脫硫率，故b不符合；
c．減少CO₂的濃度，平衡正向進行，可以提高脫硫率，故c符合；
d．增加CO的濃度，可以使平衡正向進行，故d符合；
 e．硫是固體，分離出硫對平衡無影響，故e不符合；
故答案為：acd；
（3）①脫硫：Fe₂O₃?H₂O（s）+3H₂S（g）=Fe₂O₃?H₂O（s）+3H₂O（g）△H=-akJ/mol
②再生：2Fe₂O₃?H₂O（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃?H₂O（s）+6S（g）△H=-bkJ/mol
由蓋斯定律

①×2-②

2

得到2H₂S（g）+O₂（g）=2H₂O（g）+2S（s）△H=-

2a+b

3

KJ/mol．
故答案為：-

2a+b

3

KJ/molkJ/mol；
（4）H₂SO₄（g）+0.17H₂O（g）→H₂SO₄（aq），依據溶液質量分數概念得到硫酸的質量分數=

98g

98g+0.17mol×18g/mol

×100%=96.97%，
故答案為：96.97%．

點評：本題考查了化學平衡的分析應用，影響因素的分析判斷，蓋斯定律的計算應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．