（1）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢气的热化学方程式分别为______________________________、__________________________________，制得等量H₂所需能量较少的是系统______。（填Ⅰ或Ⅱ）

（2）H₂S与CO₂在高温下发生反应：H₂S(g)+CO₂(g) COS(g) +H₂O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO₂与0.40 mol H₂S充入容积为2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.04。

①H₂S的平衡转化率α=_______%，反应平衡常数K＝________。（用分数表示）

②在620 K重复上述试验，平衡后水的物质的量分数为0.05，H₂S的转化率α₂______α₁，该反应的△H_____0。（填“>”“<”或“=”）

③向上述反应器中再分别充入下列气体，能使H₂S转化率增大的是________。（填标号）

A. H₂S            B. CO₂ C.COS             D.N₂

答案

【答案】    (1). H₂O(l)=H₂(g)+1/2O₂(g)    ΔH=+286 kJ/mol    (2). H₂S(g)=H₂(g)+S(s)    ΔH=+20 kJ/mol    (3). II    (4). 5    (5). 1/76    (6). >    (7). >    (8). B

【解析】

【分析】

利用盖斯定律、“三段式”法计算解答。

【详解】(1)虚框内是水分解制氢（I），据盖斯定律将三个热化学方程式直接相加，得H₂O(l)=H₂(g)+O₂(g)  ΔH=+286 kJ/mol。实框内是硫化氢分解制氢（II），三个热化学方程式直接相加，得H₂S(g)=H₂(g)+S(s)  ΔH=+20 kJ/mol。制得等量H₂时，系统（II）所需能量较少。

(2)610 K、2.5 L： CO₂(g) + H₂S(g)  COS(g) + H₂O(g)

起始/mol：   0.10     0.40          0       0

转化/mol：    x        x           x       x

平衡/mol：0.10－x    0.40－x         x      x

据平衡时水的物质的量分数0.04，求得x＝0.02。

①H₂S的平衡转化率α₁＝×100%＝5% ，反应的平衡常数K＝＝（用分数表示）。

②相当于温度升高到620 K时，平衡移动后水的物质的量分数增大到0.05，即升温使平衡右移，故H₂S的转化率α₂ > α₁，该反应的△H > 0。

③A. 再充H₂S，平衡右移，但自身转化率减小；B. 再充CO₂ ，平衡右移，H₂S转化率增大；C.再充COS，平衡左移，H₂S转化率减小；D.再充N₂，平衡不移动，H₂S转化率不变，能使H₂S转化率增大的只有B。