Question

9．物質(zhì)的類別和核心元素的化合價是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個基本視角．

（1）圖中X的電子式為；其水溶液長期在空氣中放置容易變渾濁，該變化體現(xiàn)出：S非金屬性比O弱O（填“強”或“弱”）．用原子結構解釋原因：同主族元素最外層電子數(shù)相同，從上到下，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，得電子能力逐漸減弱．
（2）Na₂S₂O₃是一種用途廣泛的鈉鹽．
①下列物質(zhì)用于Na₂S₂O₃的制備，從氧化還原反應的角度，理論上有可能的是bd（填字母序號）．
a．Na₂S+S         b．Z+S          c．Na₂SO₃+Y         d．NaHS+NaHSO₃
②已知反應：Na₂S₂O₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O．研究其反應速率時，下列說法正確的是b（填寫字母序號）．
a．可通過測定一段時間內(nèi)生成SO₂的體積，得出該反應的速率
b．可通過比較出現(xiàn)渾濁的時間，研究濃度、溫度等因素對該反應速率的影響
c．可通過Na₂S₂O₃固體與稀硫酸和濃硫酸的反應，研究濃度對該反應速率的影響
（3）治理含CO、SO₂的煙道氣，可以將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S和無毒的氣體．
①已知：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1
S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-296kJ•mol^-1
則治理煙道氣反應的熱化學方程式為2CO（g）+SO₂ （g）═S（s）+2CO₂（g）△H=-270 kJ•mol^-1．
②一定條件下，將CO與SO₂以體積比為4：1置于恒容密閉容器中發(fā)生上述反應，下列選項能說明反應達到平衡狀態(tài)的是cd（填寫字母序號）．
a．v （CO）：v（SO₂）=2：1
b．平衡常數(shù)不變
c．氣體密度不變
d．CO₂和SO₂的體積比保持不變
測得上述反應達平衡時，混合氣體中CO的體積分數(shù)為$\frac{7}{11}$，則SO₂的轉(zhuǎn)化率為60%．

Answer 1

分析 （1）X為H₂S，S最外層6個電子，能夠與2個H原子形成共價鍵；H₂S在空氣中變渾濁是因為被氧氣氧化為S；同主族元素最外層電子數(shù)相同，原子半徑自上而下逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強；
（2）①Na₂S₂O₃中S為+2價，從氧化還原的角度分析，反應物中S元素化合價必須分別大于2和小于2；
②硫代硫酸鈉與稀硫酸反應生成了單質(zhì)硫，溶液變渾濁，反應速率越快，出現(xiàn)渾濁時間越短；
（3）①利用已知熱化學方程式，利用蓋斯定律進行書寫；
②反應達到平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，各組分濃度保持不變，據(jù)此分析；利用三段式法計算二氧化硫的轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）X為H₂S，S最外層6個電子，能夠與2個H原子形成共價鍵，其電子式為：；H₂S在空氣中變渾濁是因為被氧氣氧化為S，所以S非金屬性比O弱；同主族元素最外層電子數(shù)相同，原子半徑自上而下逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強，
故答案為：；弱；電子層數(shù)增多，原子半徑增大；
（2）①Na₂S₂O₃中S為+2價，從氧化還原的角度分析，反應物中S元素化合價必須分別大于2和小于2，a中S化合價都小于2，c中S的化合價都大于2，bd符合題意，
故答案為：bd；
②根據(jù)硫代硫酸鈉與稀硫酸反應生成了單質(zhì)硫，溶液變渾濁，可以判斷反應速率快慢，反應速率越快，出現(xiàn)渾濁時間越短，
故答案為：b；
（3）①已知：①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ•mol^-1
②S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296kJ•mol^-1
據(jù)蓋斯定律①×2-②得：2CO（g）+SO₂ （g）═S（s）+2CO₂（g）△H=-270 kJ•mol^-1，
故答案為：2CO（g）+SO₂ （g）═S（s）+2CO₂（g）△H=-270 kJ•mol^-1；
②a、CO和SO₂的速率之比始終等于化學計量數(shù)之比，其無法判斷反應是否達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b、溫度不變平衡常數(shù)始終不變，平衡常數(shù)不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故b錯誤；
c、容器體積不變，S為固態(tài)，反應正向進行氣體體積減小，當氣體質(zhì)量不變時，說明各組分濃度不變，反應達到平衡狀態(tài)，故c正確；
d、CO₂和SO₂的體積比保持不變說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故d正確；
由 2CO（g）+SO₂ （g）═S（s）+2CO₂（g）
反應前（mol） 4 1 0 0
轉(zhuǎn)化了（mol）2x x x 2x
平衡后（mol）4-2x 1-x x 2x
混合氣體中CO的體積分數(shù)為$\frac{7}{11}$，則有$\frac{4-2x}{4-2x+1-x+2x}$=$\frac{7}{11}$，x=0.6，
所以SO₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.6}{1}$×100%=60%，
故答案為：cd；60%．

點評 本題考查了含硫物質(zhì)的性質(zhì)及綜合應用，題目難度中等，涉及核外電子的排布與電子式、氧化還原反應、蓋斯定律的應用、化學平衡狀態(tài)的判斷、轉(zhuǎn)化率計算等知識，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及化學計算、化學實驗能力．