题目内容
液化石油气中常存在少量有毒气体羰基硫(COS),必须将其脱除以减少环境污染和设备腐蚀。完成下列填空。
(1)写出羰基硫的电子式 ,羰基硫分子属于 (选填“极性”、“非极性”)分子。
(2)下列能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱的是 。
a.相同条件下水溶液的pH:Na2CO3>Na2SO4
b.酸性:H2SO3>H2CO3
c.CS2中碳元素为+4价,硫元素为-2价
(3)羰基硫在水存在时会缓慢水解生成H2S,对钢铁设备产生电化学腐蚀。写出正极的电极反应式 ,负极的反应产物为 (填化学式)。
为除去羰基硫,工业上常采用催化加氢转化法,把羰基硫转化为H2S再除去:COS + H2 CO + H2S
(4)已知升高温度,会降低羰基硫的转化率。则升高温度,平衡常数K ,反应速率 (均选填“增大”、“减小”、“不变”)。
(5)若反应在恒容绝热密闭容器中进行,能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a.容器内气体密度保持不变 b.容器内温度保持不变
c.c(H2)=c(H2S) d.υ(H2)正=υ(H2S)正
(6)已知该反应的平衡常数很大,说明 。
(1), 极性 (各1分,共2分)
(2)a c (2分)
(3)H2S + 2e → H2↑+S2-(或2H+ + 2e → H2↑)(2分) FeS(1分)
(4)减小,增大(各1分,共2分)
(5)b (2分)
(6)正反应进行程度很大(1分。其他合理答案也给分)
解析试题分析:(1)羰基硫相当于是二氧化碳中的1个氧原子被硫原子取代,所以其电子式为。S和O的非金属性不同,所以该化合物是极性分子。
(2)a.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,相应的钠盐水解程度越小,所以相同条件下水溶液的pH:Na2CO3>Na2SO4可以碳与硫两元素非金属性相对强弱,a正确;b.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,亚硫酸不是最高价含氧酸,所以酸性:H2SO3>H2CO3不能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱,b不正确;c.CS2中碳元素为+4价,硫元素为-2价,说明非金属性是硫强于碳,c正确,答案选ac。
(3)原电池中负极失去电子发生氧化反应,正极得到电子发生还原反应,硫化氢分子中氢元素得到电子,发生还原反应,因此电极反应式为H2S + 2e → H2↑+S2-。负极铁失去电子,生成亚铁离子与硫离子结合生成硫化亚铁,所以负极产物是FeS。
(4)升高温度,会降低羰基硫的转化率,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应。则升高温度,平衡常数K减小,而反应速率增大。
(5)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,则a.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此容器内气体密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,a不正确;b.由于反应在恒容绝热密闭容器中进行,所以容器内温度保持不变可以说明反应达到平衡状态,b正确;c.平衡时浓度不再发生变化,但物质的浓度之间不一定相等,故c(H2)=c(H2S) 不能说明反应达到平衡状态,c不正确;d.υ(H2)正=υ(H2S)正,但二者的反应速率方向相同,所以不能说明反应达到平衡状态,d不正确,答案选b。
(6)平衡常数越大,反应物的转化率越大,因此若该反应的平衡常数很大,说明正反应进行程度很大。
考点:考查非金属性强弱比较、原电池原理、外界条件对平衡状态以及有关平衡常数的应用
研究物质的微观结构,有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题:
(1)C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是 ,
C60和金刚石都是碳的同素异形体,二者相比,熔点高的是 ,原因是 。
(2)A、B均为短周期金属元素,依据表中数据,写出B的基态原子的电子排布式: 。
电离能/(kJ·mol-1) | I1 | I2 | I3 | I4 |
A | 932 | 1 821 | 15 390 | 21 771 |
B | 738 | 1 451 | 7 733 | 10 540 |
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。
①COCl2分子的结构式为,每个COCl2分子内含有 个σ键, 个π键,其中心原子采取 杂化轨道方式。
②Fe(CO)5在一定条件下发生分解反应:Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO(g)。反应过程中,断裂的化学键只有配位键,则形成的化学键类型是 。
下表为部分短周期元素化合价及相应原子半径的数据:
元素性质 | 元素编号 | |||||||
A | B | C | D | E | F | G | H | |
原子半径(nm) | 0.102 | 0.110 | 0.117 | 0.074 | 0.075 | 0.071 | 0.099 | 0.077 |
最高化合价 | +6 | +5 | +4 | | +5 | | +7 | +4 |
最低化合价 | -2 | -3 | -4 | -2 | -3 | -1 | -1 | -4 |
已知:
①A与D可形成化合物AD2、AD3;
②E与D可形成多种化合物,其中ED、ED2是常见的化合物,C可用于制光电池。
(1)E在周期表中位置是 ;
(2)C和H的气态氢化物的稳定性强弱关系为 (用分子式表示);
(3)分子组成为ADG2的物质在水中会强烈水解,产生使品红溶液褪色的无色气体和一种强酸。该反应的化学方程式是 。
(4)工业上可用纯碱溶液处理ED和ED2,该反应如下:
ED+ED2+Na2CO3=2 +CO2
横线上某盐的化学式应为 。
(5)在一密闭容器中发生反应2AD2+D22AD3 ΔH=-47 kJ/mol,在上述平衡体系中加入18D2,当平衡发生移动后,AD2中18D的百分含量 (填“增加”“减少”或“不变”)其原因为 。
(6)请设计一个实验方案,使铜和稀的H2AD4溶液反应,得到蓝色溶液和氢气。绘出该实验方案装置图。