题目内容

某同学从资料上查到以下反应：
精英家教网
A、B为中学化学常见单质，AO2、BO2是能使澄清石灰水变浑浊的气体．
回答下列问题：
（1）①元素A、B可形成化合物AB2，则B元素的原子结构示意图为
 
．
②若反应中A和B的质量比为3：4，则n（KClO3）：n（AO2）=
 
．
③已知：A（s）+O2（g）═AO2（g），△H=-393.5kJ?mol-1
B（s）+O2（g）═BO2（g），△H=-296.8kJ?mol-1
A（s）+2B（s）═AB2（l），△H=+89.7kJ?mol-1
写出AB2（l）在O2中完全燃烧的热化学方程式
 
．
④黄色气体ClO2可用于污水杀菌和饮用水净化．KClO3与BO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2，写出此反应的离子方程式
 
．
（2）在663K、303kPa和催化剂存在的条件下，发生反应：AO+2H2?AH3OH．测得如下数据：
t/min 0 5 10
AO/mol?L-1 1.00 0.65 0.50
H2/mol?L-1 2.00 1.00
AH3OH/mol?L-1 0.00 0.35 0.50
①0～5min，化学反应速率v（H2）=
 
．
②已知此温度下该反应的平衡常数K=3，反应进行到10min时
 
（填“是”或“否”）达到平衡状态，其理由是
 
．
分析：（1）①A、B为中学化学常见单质，AO2、BO2是能使澄清石灰水变浑浊的气体，BO2能使品红溶液褪色，可以推断BO2为SO2，AO2为CO2；确定A为C，B为S；
②根据守恒配平化学方程式计算二者的物质的量之比即可；
③根据热化学方程式的书写方法以及盖斯定律来计算回答；
④根据题意所给反应物和产物的信息来书写化学方程式；
（2）①根据方程式系数之比等于变化量之比计算氢气的变化浓度，并根据速率计算公式来计算即可；
②根据浓度熵规则判断化学反应是否达到平衡状态．
解答：解：A、B是中学化学常见单质，AO2、BO2是能使澄清石灰水变浑浊的气体，BO2能使品红溶液褪色，可以推断BO2为SO2，AO2为CO2；确定A为C，B为S；
（1）①B元素为S元素，原子结构示意图为精英家教网，
故答案为：精英家教网；
②若反应中A为C和B为S的质量比为3：4，物质的量之比=
3
12
：
4
32
=2：1；
依据原子守恒配平化学方程式得到；2KClO3+2C+S═2KCl+2CO2+SO2，
得到n（KClO3）：n（CO2）=1：1，
故答案为：1：1；
③黄色气体ClO2可用于污水杀菌和饮用水净化．KClO3与BO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2，依据氧化还原反应的电子守恒和原子守恒写出离子方程式为2ClO3-+SO2═2ClO2+SO42-，
故答案为：2ClO3-+SO2═2ClO2+SO42-；
③已知：a、S（s）+O2（g）═SO2（g），△H=-393.5kJ?mol-1
b、S（s）+O2（g）═SO2（g），△H=-296.8kJ?mol-1
c、C（s）+2S（s）═CS2（l），△H=+89.7kJ?mol-1
二硫化碳燃烧的反应CS2（l）+3O2（g）═2SO2（g）+CO2（g），△H=a+2b-c，所以△H=（-393.5kJ?mol-1）+2（-296.8kJ?mol-1）-89.7kJ?mol-1=-1076.8kJ?mol-1，
故答案为：CS2（l）+3O2（g）═2SO2（g）+CO2（g），△H=-1076.8kJ?mol-1；
④KClO3与SO2在强酸性溶液中反应制得ClO2的离子方程式为：2ClO3-+SO2═2ClO2+SO42-，
故答案为：2ClO3-+SO2═2ClO2+SO42-；
（2）①0～5min内，根据变化量之比等于系数之比得出5min时，氢气的浓度是1.30mol/L，变化浓度是0.7mol/L，化学反应速率v（H2）=
0.7
5
mol?L-1min-1=0.14mol?L-1min-1，
故答案为：0.14mol?L-1min-1；
②当反应进行到10min时，Qc=
0.5
0.5×12
=1＜K，所以不是平衡状态，
故答案为：否；此时Q=1＜K．
点评：本题是一道综合知识的考查题，考查学生归纳和推理能力，注意知识的迁移和应用是关键，难度大．
练习册系列答案
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某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应和比较Cu的+1价化合物与+2价化合物的稳定性，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端投入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方．

以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录．
材料一：小组交流记录
学生1：加热前，无现象发生；加热后，液面下铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？值得探究！
学生2：我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4．
学生3：你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚，会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：2Cu+S
 V 
.
 
Cu2S（黑色）
材料二、探究实验剪辑
实验1：将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得光亮，溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中无变化．
实验2：截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸、黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色．
实验3：将溶液中的黑色颗粒状物质，经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减小10%左右．
根据上述材料回答下列问题：
（1）A试管上方的长导管的作用是；
导气、冷凝、回流
导气、冷凝、回流
；D、E两支试管中CCl4
的作用是
防止倒吸
防止倒吸
．
（2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失．写出淡黄色固体消失的化学反应方程式：
S+2H2SO4（浓）
  △  
.
 
3SO2↑+2H2O
S+2H2SO4（浓）
  △  
.
 
3SO2↑+2H2O
．
（3）对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀．学生1猜想是由于SO2溶解度较大，生成了Ca（SHO3）2的缘故．请你设计实验验证学生1的猜想
取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成（其他答案也合理）
取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成（其他答案也合理）
．
（4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是：
CuO、CuS、Cu2S
CuO、CuS、Cu2S
．（写化学式）
（5）学生2将反应后的反应液稀释后进行检验，发现溶液呈酸性，对比，学生2提出猜想是：铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解使溶液呈酸性，请写出该水解反应的离子方程式：
Cu2++H2OCu（OH）2+2H+
Cu2++H2OCu（OH）2+2H+
．
你的猜想是：
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
；
请你设计一个简单的实验以验证你的猜想：
取稀释后的溶液适量于试管中，加入足量的铁粉，若有无色无味的气体产生，证明硫酸过量（其他答案也合理）
取稀释后的溶液适量于试管中，加入足量的铁粉，若有无色无味的气体产生，证明硫酸过量（其他答案也合理）
．
（6）该研究性学习小组的同学为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性，他们取98gCu（OH）2固体，加热至80℃-100℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末X．冷却后称量，X的质量为72g．向X中加入过量稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，据此可推得，X的化学式为
Cu2O
Cu2O
，可以得出的结论是
高于100°C时Cu2O比CuO稳定，在溶液中Cu2+比Cu+稳定
高于100°C时Cu2O比CuO稳定，在溶液中Cu2+比Cu+稳定
．
硫酸盐在生产生活中有广泛应用．
Ⅰ．工业上以重晶石（主要成分BaSO4）为原料制备BaCl2，其工艺流程示意图如图1所示：

某研究小组查阅资料得：
BaSO4（s）+4C（s）
 高温 
.
 
4CO（g）+BaS（s）△H1=+571.2kJ?mol-1       ①
BaSO4（s）+2C（s）
 高温 
.
 
2CO2（g）+BaS（s）△H2=+226.2kJ?mol-1      ②
（1）用过量NaOH溶液吸收气体，得到硫化钠．该反应的离子方程式是
H2S+2OH-═2S2-+H2O
H2S+2OH-═2S2-+H2O
．S2-+H2O?HS-+OH-；HS-+H2O
高温
H2S+OH-
（2）反应C（s）+CO2（g）═2CO（g）的△H=
+172.5 kJ?mol-1
+172.5 kJ?mol-1
．
（3）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的有两个
①从原料角度看，
使BaSO4得到充分的还原，提高BaS的产量
使BaSO4得到充分的还原，提高BaS的产量
；
②从能量角度看，①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温．
（4）该小组同学想对BaSO4在水中的沉淀溶解平衡做进一步研究，查资料发现在某温度时BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图2所示．
该小组同学提出以下四种观点：
①当向含有SO42-的溶液中加入Ba2+使SO42-沉淀
完全，则此时SO42-在溶液中的浓度为0
②加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
③通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
④d点无BaSO4沉淀生成
其中正确的是
④
④
（填序号）．
Ⅱ．某燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构如图3所示，电池总反应可表示为2H2+O2═2H2O．
请回答：
（5）H+由
a
a
极通过固体酸电解质传递到另一极（填a或者b）．
（6）b极上发生的电极反应是
O2+4e-+4H+═2H2O
O2+4e-+4H+═2H2O
．

硫酸盐在生产生活中有广泛应用。

Ⅰ．工业上以重晶石（主要成分BaSO4）为原料制备BaCl2，其工艺流程示意图如下：

某研究小组查阅资料得：

BaSO4（s）+4C（s） 4CO（g）+BaS（s）△H1=+571.2kJ•mol-1       ①

BaSO4（s）+2C（s）2CO2（g）+BaS（s）△H2=+226.2kJ•mol-1      ②

（1）用过量NaOH溶液吸收气体，得到硫化钠。该反应的离子方程式是          。

（2）反应C（s）+CO2（g） 2CO（g）的△H=           。

（3）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的有两个

①从原料角度看，                            ；

②从能量角度看，①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温。

（4）该小组同学想对BaSO4在水中的沉淀溶解平衡做进一步研究，查资料发现在某温度时BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

该小组同学提出以下四种观点：

①当向含有SO42-的溶液中加入Ba2+ 使SO42-沉淀完全，则此时SO42-在溶液中的浓度为0

②加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点

③通过蒸发可以使溶液由d点变到c点

④d点无BaSO4沉淀生成

其中正确的是    （填序号）。

Ⅱ．某燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为2H2+O2═2H2O。

请回答：

（5）H+由    极通过固体酸电解质传递到另一极（填a或者b）。

（6）b极上发生的电极反应是                  。

 

某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应和比较Cu的+1价化合物与+2价化合物的稳定性，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端投入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方．

以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录．
材料一：小组交流记录
学生1：加热前，无现象发生；加热后，液面下铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？值得探究！
学生2：我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4．
学生3：你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚，会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：2Cu+S数学公式Cu2S（黑色）
材料二、探究实验剪辑
实验1：将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得光亮，溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中无变化．
实验2：截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸、黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色．
实验3：将溶液中的黑色颗粒状物质，经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减小10%左右．
根据上述材料回答下列问题：
（1）A试管上方的长导管的作用是；______；D、E两支试管中CCl4
的作用是______．
（2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失．写出淡黄色固体消失的化学反应方程式：______．
（3）对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀．学生1猜想是由于SO2溶解度较大，生成了Ca（SHO3）2的缘故．请你设计实验验证学生1的猜想______．
（4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是：______．（写化学式）
（5）学生2将反应后的反应液稀释后进行检验，发现溶液呈酸性，对比，学生2提出猜想是：铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解使溶液呈酸性，请写出该水解反应的离子方程式：______．
你的猜想是：______；
请你设计一个简单的实验以验证你的猜想：______．
（6）该研究性学习小组的同学为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性，他们取98gCu（OH）2固体，加热至80℃-100℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末X．冷却后称量，X的质量为72g．向X中加入过量稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，据此可推得，X的化学式为______，可以得出的结论是
______．

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