Question

【题目】砷(As)是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：

(1)画出砷的原子结构示意图：______________。

(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式：__________________________。

(3)已知：As(s)＋H2(g)＋2O2(g)=H3AsO4(s)　ΔH1；H2(g)＋O2(g)=H2O(l)　ΔH2；2As(s)＋O2(g)=As2O5(s)　ΔH3。则反应As2O5(s)＋3H2O(l)=2H3AsO4(s)的ΔH＝________________________。

(4)298 K时，将20mL 3x mol·L-1Na2AsO3、20mL 3x mol·L-1 I2和20mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO33- (aq)＋I2(aq)＋2OH-(aq)=AsO43- (aq)＋2I-(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO43- )与反应时间(t)的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是________(填选项字母)。

a．溶液的pH不再变化 b．v(I-)＝2v(AsO33-)

c．不再变化 d．c(I－)＝y mol·L-1

②tm时，v正______v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。

③tm时的v逆____tn时的v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。

Answer 1

【答案】 2As2S3＋5O2＋6H2O=4H3AsO4＋6S 2ΔH1－3ΔH2－ΔH3 ac 大于 小于

【解析】

由已知热化学方程式的热焓变求未知反应的热焓变时，可利用盖斯定律进行计算。

在利用坐标图象进行正逆反应速率的比较时，可利用曲线的走势，判断反应是正向进行还是达平衡状态，从而得出正、逆反应速率或逆、逆反应速率的大小关系。

(1)砷的原子结构示意图：；

(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。发生反应的化学方程式：2As2S3＋5O2＋6H2O===4H3AsO4＋6S；

(3)已知：As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)　ΔH1 ①

H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2 ②

2As(s)＋O2(g)===As2O5(s)　ΔH3 ③

将①×2-②×3-③得：As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3；

(4)①a．溶液的pH不再变化，说明c(OH-)不变，反应达平衡状态，a符合题意；

b．v(I-)=2v(AsO33-)，说明未达平衡状态，因为平衡状态时各物质表示的平均反应速率都为0，b不合题意；

c．不再变化，说明AsO33- 、AsO43- 的浓度保持不变，反应达平衡状态，c符合题意；

d．c(I-)=y mol·L-1，因为达平衡状态时，c(I-)=2y mol·L-1，所以反应未达平衡状态，d不合题意；

故选ac；

②tm时，反应正向进行，所以v正大于v逆。答案为：大于；

③因为从tm到tn，反应仍在正向进行，而随着反应的不断进行，逆反应速率不断增大，所以tm时v逆小于tn时v逆。