Question

【題目】（一）硫是一種重要的非金屬元素，在自然界中以游離態(tài)和多種化合態(tài)形式存在。其中二氧化硫是主要的大氣污染物之一。完成下列填空：

⑴火法煉銅中有如下反應(yīng)：

Ⅰ：2Cu2S(s)+3O2(g)＝2Cu2O(s)+2SO2(g) ΔH ＝－768．2 kJ·mol—1

Ⅱ：2Cu2O(s)+ Cu2S(s)＝6Cu(s)+SO2(g) ΔH ＝ ＋116．0 kJ·mol—1

①在反應(yīng)Ⅱ中，只作氧化劑的是_________________（用化學(xué)式表示）。

②反應(yīng)Cu2S(s)+O2(g)＝2Cu(s)+SO2(g)的ΔH＝______________________。

⑵工業(yè)上用過硫酸鉀（K2S2O8）測(cè)定鋼鐵中的錳含量，配平下列反應(yīng)式：

______Mn2＋+______S2O82-+_____H2O ＝ ______MnO4-+______SO42-+_____H＋

⑶將SO2通入氯酸溶液中生成一種強(qiáng)酸和一種氧化物，已知反應(yīng)掉1．5mol氯酸時(shí)轉(zhuǎn)移了9．03×1023個(gè)電子，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________。

（二）為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量，有效控制空氣中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物顯得尤為重要。

⑴已知2NO(g)＋2CO(g)＝N2(g)＋2CO2(g)△H＝-476.5kJ·mol-1；

將0.20molNO和0.10molCO充入一個(gè)容積為1L的密閉容器中，反應(yīng)過程中物質(zhì)濃度變化如圖所示。

①CO在0-9min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CO)=_______mol·L-1·min-1 (保留兩位有效數(shù)字）；第12 min時(shí)改變的反應(yīng)條件可能為________。

A．升高溫度 B．加入NO C．加催化劑 D．降低溫度

②該反應(yīng)在第18 min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，CO2的體積分?jǐn)?shù)為________（保留三位有效數(shù)字），化學(xué)平衡常數(shù)K=________（保留兩位有效數(shù)字）。

⑵通過人工光合作用能將水與燃煤產(chǎn)生的CO2轉(zhuǎn)化成HCOOH和O2。已知常溫下0.1mol·L-1的HCOONa溶液pH=10，則HCOOH的電離常數(shù)Ka=______________。

Answer 1

【答案】 Cu2O -217．4 kJ·mol—1 2 5 8 2 10 16 SO2+2HClO3＝H2SO4+2ClO2 4.4×l0-3 D 22.2% 3.4 1.0×l0-7

【解析】（一）（1）①考查氧化還原反應(yīng)中的概念，根據(jù)反應(yīng)方程式II，Cu2O中只有Cu的化合價(jià)由－1價(jià)→0價(jià)，化合價(jià)降低，Cu2O只作氧化劑，Cu2S中Cu＋1價(jià)→0價(jià)，化合價(jià)降低，作氧化劑，S的化合價(jià)由－2價(jià)→＋4價(jià)，化合價(jià)升高，作還原劑，因此Cu2S既是氧化劑又是還原劑；②考查熱化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算，（I+II）/3得出△H=(－768.2＋116)/3kJ·mol－1=－217.4kJ·mol－1；（2）考查氧化還原反應(yīng)方程式的配平，S2O82－中S顯＋6價(jià)，S2O82－中一個(gè)過氧鍵，因此S2O82－化合價(jià)降低2價(jià)，Mn2＋的化合價(jià)升高5價(jià)，最小公倍數(shù)為10，即Mn2＋的系數(shù)為2,S2O82－的系數(shù)為5，然后根據(jù)電荷守恒和原子守恒，配平其他，即2Mn2＋＋5S2O82－＋8H2O=2MnO4－＋10SO42－＋16H＋；（3）考查轉(zhuǎn)移電子數(shù)目的計(jì)算，根據(jù)信息，利用HClO3的氧化性，把SO2氧化成SO42－，令氯酸的還原產(chǎn)物中Cl的化合價(jià)為x價(jià)，因此有1.5×(5－x)=9.03×1023/（6.02×1023），解得x=4，即氧化物是ClO2，因此反應(yīng)方程式為O2+2HClO3＝H2SO4+2ClO2；（二）（1）考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素以及化學(xué)平衡計(jì)算，①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式，v(CO)=(0.1－0.06)/9mol/(L·min)=4.4×10－3 mol/(L·min)；A、根據(jù)圖像，12min平衡向正反應(yīng)反應(yīng)方向移動(dòng)，因?yàn)檎�反�?yīng)方向是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B、增加NO的量，NO的濃度應(yīng)增大，但12min時(shí)，NO的濃度仍從原平衡開始，故B錯(cuò)誤；C、催化劑對(duì)化學(xué)平衡無影響，故C錯(cuò)誤；D、正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故D正確；②2NO(g)＋2CO(g)＝N2(g)＋2CO2(g)

起始濃度：0.2 0.1 0 0

變化濃度：0.06 0.06 0.03 0.06

平衡濃度：0.14 0.04 0.03 0.06 因此CO2的體積分?jǐn)?shù)為0.06/(0.14＋0.04＋0.03＋0.06)×100%=22.2%，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，K=[c2(CO2)×c(N2)]/×c(N2)]/[c2(NO)×c2(CO)]=(0.062×0.03)/(0.042×0.142)≈3.4；（2）本題考查三大平衡常數(shù)的關(guān)系，甲酸鈉溶液中c(OH－)=Kw/c(H＋)=10－14/10－10mol·L－1=10－4mol·L－1，HCOONa水解平衡常數(shù)為Kh===10－7，三大平衡常數(shù)的關(guān)系是Kh×Ka=Kw，因此甲酸的電離平衡數(shù)Ka=Kw/Kh=10－7。