CO、SO2是大气污染气体，利用化学反应是治理污染的重要方法。 Ⅰ.甲醇可以补充...

CO、SO2是大气污染气体，利用化学反应是治理污染的重要方法。

Ⅰ.甲醇可以补充和部分替代石油燃料，缓解能源紧张，利用CO可以合成甲醇：CO+2H2CH3OH(g)。一定条件下，在容积为VL的密闭容器中充入a mol CO与2a mol H2合成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

(1)下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填序号)。

①v逆(CO)=2v正(H2)

②c(CO)=c(CH3OH)

③混合气体的平均相对分子质量不变

④单位时间内生成2n mol H2的同时生成n mol CH3OH

(2)该反应在A点的平衡常数K_________(用a和V表示)。

(3)写出既能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施：________

Ⅱ.某学习小组以SO2为原料，采用电化学方法制取硫酸。

(4)原电池原理：该小组设计的原理示意图(如图1所示)，写出该电池正极的电极反应式_______。

(5)电解原理：该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液，然后电解该溶液制得了硫酸(原理如图2所示)。写出开始电解时阳极的电极反应式_______。

Ⅲ.硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打，有着广泛的用途。用SO2可制Na2S2O3。某小组同学制备、预测并探究硫代硫酸钠的性质(反应均在溶液中进行)。

	预测	实验操作	实验现象
探究1	Na2S2O3溶液呈碱性	把pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液滴在试纸上	pH=8
探究2	Na2S2O3具有还原性	向新制氯水中滴加Na2S2O3溶液	黄绿色颜色变浅，甚至褪去

(6)分析SO2能制备Na2S2O3的理论依据是_________。

(7)用离子方程式表示Na2S2O3溶液具有碱性的原因_________。

(8)探究2反应的离子方程式为_________。

③④ 压缩体积或增大体积压强 O2+4e-+4H+=2H2O HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+ 从氧化还原反应角度分析，SO2中S元素化合价为+4，Na2S2O3中S元素化合价为+2，S的化合价降低，加入合适的还原剂如S等就能实现转化 S2O32-+H2OHS2O3-+OH- S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+10H++8Cl- 【解析】 (1)可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等且保持不变，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡； (2)该反应的平衡常数K=，利用物质反应转化关系将A点时各物质的平衡浓度代入表达式中可得； (3)影响反应速率的因素有温度、浓度、压强和催化剂，影响平衡移动的因素有温度、浓度和压强，提高CO转化率，应使平衡正向移动； II.(4)依据原电池原理，负极是失电子发生氧化反应，二氧化硫失电子生成硫酸的过程； (5)根据化合价变化判断阳极反应物质，写出阳极反应式； III.(6)分析SO2和Na2S2O3中S元素化合价变化情况，说明SO2制备Na2S2O3时加入合适的还原剂如S或Na2S时即可实现转化； (7)Na2S2O3是强碱弱酸盐，水解显碱性； (8)验证Na2S2O3具有还原性，通过观察新制氯水的变色情况验证，所以氯水颜色变浅，甚至褪去，说明Na2S2O3发生氧化反应。 I．(1)①2v逆(CO)=v正(H2)说明反应达到平衡状态，但v逆(CO)= 2v正(H2)v说明反应逆向进行，①错误； ②c(CO)=c(CH3OH)时反应可能处于平衡状态，也可能未处于平衡状态，不能说明正、逆反应速率关系，不能据此判断反应是否处于平衡状态，②错误； ③该反应是气体体积不相等的反应，所以混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，③正确； ④单位时间内生成2n mol H2的同时生成n mol CH3OH，说明v逆(H2)=2v正(CH3OH)，说明反应达到平衡状态，④正确；故合理选项是③④； (2)对于反应CO+2H2CH3OH(g)，反应开始时n(CO)=a mol，n(H2)=2a mol，A点达到平衡时CO转化率为75%，则反应的CO的物质的量为a mol×75%=0.75a mol，反应的H2的物质的量是0.75a mol×2=1.5a mol，反应产生CH3OH的物质的量为0.75a mol，则平衡时各种气体的物质的量为n(CO)=a mol-0.75a mol=0.25a mol，n(H2)=2a mol-1.5a mol=0.5a mol，n(CH3OH)=0.75amol，由于容器的容积为V L，所以在该条件下，反应的化学平衡常数K=； (3)既能增大v(CO)又能提高CO转化率，应使平衡正向移动，由于正反应放热，则应采取压缩容器的体积或增大体积压强的方法； II．(4)该原电池中，负极上SO2失电子被氧化生成硫酸，正极上O2得到电子被还原，与溶液中的H+结合生成H2O，所以正极上的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O； (5)电解池中阳极和电源正极相连，失去电子，发生氧化反应，电解NaHSO3溶液可制得硫酸，硫的化合价升高，所以阳极是HSO3-溶液失去电子被氧化生成SO42-，则阳极电极反应式是：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+； III．(6)SO2→Na2S2O3中S元素化合价由+4→+2，化合价降低，根据氧化还原反应规律可知：加入还原性的物质如如S或Na2S等，就能实现SO2→Na2S2O3的转化； (7)Na2S2O3是强碱弱酸盐，S2O32-水解消耗水电离产生的H+，最终达到平衡时溶液中c(OH-)>c(H+)，所以溶液显碱性，H2S2O3是二元弱酸，所以S2O32-水解分步进行，但以第一步为主，水解的离子方程式为S2O32-+H2OHS2O3-+OH-； (8)新制氯水的主要成分为Cl2，Cl2氧化S2O32-生成SO42-，Cl2得到电子被还原为Cl-，使氯水颜色变浅，甚至褪去，所以离子方程式为S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+10H++8Cl-。

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考点分析：

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亚硝酸钠是一种工业盐，用途广泛；外观与食盐非常相似，但毒性较强，食品添加亚硝酸钠必须严格控制用量。某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下探究：

㈠鉴别NaCl和NaNO2

（1）测定溶液PH

用PH试纸分别测定0.1mol·L－1两种盐溶液的PH，测得NaNO2溶液呈碱性。NaNO2溶液呈碱性的原因是 ________________________（用离子方程式解释）。NaNO2溶液中c(HNO2)=_____________(用溶液中其它离子的浓度关系式表示)

（2）沉淀法

取2mL0.1 mol·L－1两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴稀硝酸银溶液。两只试管均产生白色沉淀。分别滴加几滴稀硝酸并振荡，盛NaNO2溶液的试管中沉淀溶解。

该温度下Ksp（AgNO2）＝2×10－8(mol·L－1)2; Ksp(AgCl)＝1.8×10－10(mol·L－1)2

则反应AgNO2(s) +Cl－(aq)AgCl(s)+ NO2－(aq)的化学平衡常数K=__________

（3）氧化法

取2mL0.1 mol·L－1两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴酸性KMnO4溶液。使酸性KMnO4溶液褪色的是NaNO2溶液。该反应的离子方程式为____________。

㈡NaNO2性质探究

该兴趣小组同学用下图装置探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。

已知：气体液化的温度：NO221℃ 、 NO –152℃

（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为（从左向右连接）：A→______→ ______→_______→_______；组装好仪器后，接下来进行的操作是________________。

（2）反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排除装置中的空气。

（3）在关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。

①如何确认A中产生气体是否含有NO _________。（写出实验操作、现象和结论）

②装置E的作用是_______________________。

③若向D中通入过量O2,则装置B中发生反应的化学方程式为____________。

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元素周期表体现了元素位构性的关系，揭示了元素间的内在联系。如图是元素周期表的一部分，回答下列问题。

(1)元素Ga在元素周期表中的位置为：第_____周期第____族。

(2)Sn的最高正价为____，Cl的最高价氧化物对应水化物的化学式为___，Bi的最高价氧化物为_____。

(3)根据元素周期律，推断：

①阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是______元素(填元素符号)。

②H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱：H3AsO4______H2SeO4(填“＞”“＜”或“＝”)。

③氢化物的还原性：H2O______H2S(填“＞”“＜”或“＝”)。

④原子半径比较：N______Si(填“＞”“＜”或“＝”)。

(4)可在图中分界线(虚线部分)附近寻找______(填序号)。

A．优良的催化剂 B．半导体材料C．合金材料 D．农药

(5)请设计实验比较C、Si的非金属性强弱顺序(可供选择的药品有：CaCO3固体、稀硫酸、盐酸、饱和NaHCO3溶液、饱和Na2CO3溶液、硅酸钠溶液，化学仪器根据需要选择)________。

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利用如图装置可以验证非金属性的变化规律。

(1)仪器A的名称为________，干燥管D的作用是________________。

(2)已知在常温下，高锰酸钾和浓盐酸反应能生成氯气。实验室中现有药品Na2S溶液、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫的；装置A、B、C中所装药品分别为________、________、________，装置C中的实验现象为_________________，离子方程式为______。

(3)若要证明非金属性：S>C>Si，则A中加________、B中加Na2CO3、C中加________。

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如图中A～H均为中学化学中常见的物质，A、B、H为气体，反应①是重要的工业反应，它们之间有如下转化关系(反应中生成的水已略去)。

请回答以下问题：

（1）B是_____，D是_____，G是_____，H是_____(填化学式)。

（2）工业上常利用反应①制取漂白粉，该反应的化学方程式：__________，漂白粉溶于水后，受空气中的CO2作用，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，化学反应方程式为_________。

（3）A中元素的原子结构示意图为________。

（4）F在溶液中的电离方程式为_________。

（5）上述反应中属于氧化还原反应的是_______(填写序号)。

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如图是部分短周期元素的单质及其化合物(或其溶液)的转化关系。已知在常温常压下，A是固体，B、C、D、E是非金属单质且都是气体，C呈黄绿色；化合物F是淡黄色固体，化合物G的焰色反应为黄色，化合物Ⅰ和J通常状况下呈气态；D和E反应生成一种刺激性气味的气体。

请回答下列问题：

(1)E和J的化学式分别是________和________。

(2)写出F和CO2反应的化学方程式并用单线桥法表示电子转移的情况：_________。

(3)将少量单质C通入盛有淀粉碘化钾溶液的试管中，溶液变蓝色，该反应的离子方程式为_________。

(4)标况下3.36 L气体B与A完全反应，转移电子的数目为________。

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试题属性

题型：综合题
难度：中等