【題目】硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O35H2O)俗稱海波或大蘇打,是一種重要的工業(yè)試劑。

(1)硫代硫酸鈉加熱至310℃分解,生成硫和亞硫酸鈉,寫出反應的化學方程式_______,該反應為吸熱反應,說明斷裂反應物化學鍵時所吸收的總能量_____形成生成物化學鍵時所放出的總能量(填 “大于”、“等于”或 “小于”)。硫代硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生如下反應Na2S2O3H2SO4=Na2SO4H2OSO2↑+S↓,每生成4g S轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________

(2)向熱的硫化鈉和亞硫酸鈉混合液中通入二氧化硫,可制得硫代硫酸鈉晶體:2Na2S+Na2SO3+3SO2+5H2O3Na2S2O35H2O。

①下列能判斷制取硫代硫酸鈉的反應達到平衡狀態(tài)的是_________

ANa2SNa2SO3的濃度不再發(fā)生變化

B.在單位時間內(nèi)生成0.03mol Na2S2O35H2O,同時消耗了0.02molNa2S

Cv(Na2S): v (Na2SO3) =2:1

②制備過程中,為提高硫代硫酸鈉的產(chǎn)量,通入的SO2不能過量,原因是_____。

(3)某同學進行了硫代硫酸鈉與硫酸反應的有關實驗,實驗過程的數(shù)據(jù)記錄如下表:

組號

反應溫度(℃)

參加反應的物質(zhì)

Na2S2O3

H2SO4

H2O

V/mL

c/molL-1

V/mL

c/molL-1

V/mL

A

10

10

0.1

10

0.1

0

B

10

5

0.1

10

0.1

5

C

10

5

0.2

10

0.2

5

D

30

5

0.1

10

0.1

5

①上述實驗中能夠說明反應物濃度對反應速率影響的組合是___________。

②能夠說明溫度對反應速率影響的組合是_______

(4)某些多硫化鈉可用于制作原電池(如圖所示),該電池的工作原理是:2Na2S2NaBr3=Na2S43NaBr

①電池中左側的電極反應式為Br3- + 2e-= 3Br-,則左側電極名稱是_____________(填“正極”或“負極”)。

②原電池工作過程中鈉離子__________(選“從左到右”或“從右到左”)通過離子交換膜。

③原電池工作過程中生成的氧化產(chǎn)物是___________(填化學式)。

【答案】Na2S2O3S+Na2SO3 大于 1.505×1023(或0.25NA A SO2過量,溶液顯酸性,Na2S2O3遇酸易反應 A、B(或ACBC B、D 正極 從右到左 Na2S4

【解析】

1)硫代硫酸鈉加熱至310℃分解,生成硫和亞硫酸鈉,根據(jù)氧化還原反應可寫出反應的化學方程式為Na2S2O3S+Na2SO3;該反應為吸熱反應,反應物的總鍵能比生成物的總鍵能高,則斷裂反應物化學鍵時所吸收的總能量大于形成生成物化學鍵時所放出的總能量;根據(jù)反應方程式Na2S2O3H2SO4=Na2SO4H2OSO2↑+S↓可知,每生成1molS轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA,則每生成4g S轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.505×1023(或0.25NA),故答案為:Na2S2O3S+Na2SO3;大于;1.505×1023(或0.25NA);

2)①ANa2SNa2SO3的濃度不再發(fā)生變化,說明正逆反應速率相等,反應達到化學平衡狀態(tài),故A正確;

B.在單位時間內(nèi)生成0.03mol Na2S2O35H2O,為正反應速率,同時消耗了0.02molNa2S,也為正反應速率,不能說明該反應達到化學平衡狀態(tài),故B錯誤;

C.無論反應是否達到化學平衡狀態(tài),均有v(Na2S):v(Na2SO3) =2:1,則不能用v(Na2S):v(Na2SO3) =2:1來判斷反應是否達到化學平衡狀態(tài),故C錯誤;

綜上所述,答案為:A;

②制備過程中,若通入的SO2過量,則溶液顯酸性,Na2S2O3遇酸易反應,會使硫代硫酸鈉的產(chǎn)量降低,故答案為:SO2過量,溶液顯酸性,Na2S2O3遇酸易反應;

3)①若說明反應物濃度對反應速率影響,則應只改變濃度因素,其他條件相同,所以AB(或A、CBC)實驗均可以,故答案為:AB(或A、CBC);

②若說明溫度對反應速率影響,則只改變溫度因素,濃度因素等其他因素要相同,則B、D實驗可以對比得出結論,故答案為:B、D;

4)①電池中左側電極反應得到電子,則左側電極為正極,故答案為:正極;

②該裝置中,左側為正極,右側為負極,鈉離子為陽離子,根據(jù)原電池原理,陽離子移向正極,則原電池工作過程中鈉離子從右到左通過離子交換膜,故答案為:從右到左;

③氧化產(chǎn)物是還原劑發(fā)生氧化反應得到的,則是負極Na2S2被氧化生成的Na2S4,故答案為:Na2S4。

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NH3(l)H2O(l)CO2(g) NH4HCO3(aq) K2

(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g) 2NH4HCO3(aq) K3

K3________(用含 K1K2 的代數(shù)式表示)。

(2)利用 CO2 制備乙烯是我國能源領域的一個重要戰(zhàn)略方向,具體如下:

方法一:

CO2 催化加氫合成乙烯,其反應為:2CO2(g)6H2(g) C2H4(g)4H2O(g) △Ha kJ·mol1起始時按 n(CO2)n(H2)13的投料比充入20 L的恒容密閉容器中,不同溫度下平衡時H2H2O的物質(zhì)的量如圖甲所示:

a______0(選填“>”“<”)。

②下列說法正確的是______(填字母序號)。

A 、使用催化劑,可降低反應活化能,加快反應速率

B 、其它條件不變時,若擴大容器容積,則 v減小,v增大

C 、測得容器內(nèi)混合氣體密度不隨時間改變時,說明反應已達平衡

393 K下,H2的平衡轉(zhuǎn)化率為________(保留三位有效數(shù)字)。

393 K下,該反應達到平衡后,再向容器中按 n(CO2)n(H2)13 投入 CO2 H2 ,則n(H2)/n(C2H4)____(變大、不變變小”)

方法二:

用惰性電極電解強酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如圖乙所示。

b電極上的電極反應式為_______

⑥該裝置中使用的是__________(”)離子交換膜。

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A. 電解后溶液質(zhì)量減少(m+18)g

B. 原溶液中Na2SO4的質(zhì)量分數(shù)為

C. 若其他條件不變,將石墨替換為銅電極,則陰極析出1mol H2

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t/min

2

4

7

9

n(Y)/mol

0.12

0.11

0.10

0.10

下列說法正確的是( )

A. 該溫度下此反應的平衡常數(shù)K = 72.0 L/mol

B. 反應前2 min的平均速率υ(Z) = 4.0×10-3 mol/(L·min)

C. 其他條件不變,降低溫度,反應達到新平衡前υ(逆) > υ(正)

D. 其他條件不變,再充入0.1 mo1 X,新平衡時X的轉(zhuǎn)化率將增大

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