题目内容
【题目】二氧化氯（ClO2）是国际公认高效、安全的杀菌、保鲜剂，是氯制剂的理想替代品。工业上制备ClO2的方法很多，NaClO3 和NaClO2是制取ClO2的常见原料。完成下列填空：
（1）以下反应是制备ClO2的一种方法：H2C2O4+2NaClO3+H2SO4→Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O
上述反应物中属于第三周期元素的原子半径大小顺序是___；其中原子半径最大元素的原子，其核外电子排布式为___，其核外有___种不同能量的电子。
（2）ClO2的分子构型为“V”形，则ClO2是___（选填“极性”、“非极性”）分子，其在水中的溶解度比氯气___（选填“大”、“小”、“一样”）。
（3）ClO2具有强氧化性，若ClO2和Cl2在消毒时自身均被还原为Cl-，ClO2的消毒能力是等质量Cl2的___倍（保留2位小数）。
（4）若以NaClO2为原料制取ClO2，需要加入具有___（填“氧化”、“还原”）性的物质。
（5）工业上制取NaClO3通过电解法进行，电解时，不同反应环境下的总反应分别为：
4NaCl +18H2O→4NaClO3+3O2↑+18H2↑（中性环境）
NaCl +3H2O→NaClO3 +3H2↑（微酸性环境）
①电解时，氢气在___极产生。
②更有利于工业生产NaClO3的反应环境是___，理由__。
【答案】Na>S>Cl 1s22s22p63s1 4 极性 大 2.63 氧化性 阴极 微酸性环境 转移电子都生成氯酸钠，能量利用率高；水消耗少；不同时生成氢气和氧气，相对更安全
【解析】
（1）反应物中属于第三周期的元素为Na、S、Cl，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，原子半径最大元素为Na，结合电子排布式1s22s22p63s1解答；
（2）ClO2分子构型为“V”形，正负电荷重心不重叠，为极性分子，易溶于水；
（3）1molCl2可以获得2mol电子，1molClO2可以获得电子5mol电子；
（4）以NaClO2为原料制取ClO2，Cl元素化合价由+3价升高到+4价；
（5）①电解时，氢气由水还原生成；
②工业生产时，应注意安全问题。
（1）反应物中属于第三周期的元素为Na、S、Cl，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径大小顺序为Na＞S＞Cl，原子半径最大元素为Na，结合电子排布式1s22s22p63s1，同一轨道电子能量相同，则有四种能量不同的电子，故答案为：Na＞S＞Cl；1s22s22p63s1；4；
（2）ClO2分子构型为“V”形，正负电荷重心不重叠，为极性分子，易溶于水，其在水中的溶解度比氯气大，故答案为：极性；大；
（3）设质量都是71g，氯气得到的电子数为：
，ClO2得到的电子数为：
，则ClO2消毒的效率是Cl2的倍数为
，故答案为：2.63；
（4）以NaClO2为原料制取ClO2，Cl元素化合价由+3价升高到+4价，应加入氧化剂，故答案为：氧化；
（5）①电解时，氢气由水还原生成，则应在阴极生成，故答案为：阴；
②由电解方程式可知微酸性环境生成气体为氢气，而在中性环境中生成氧气和氢气，易导致爆炸的危险，且微酸性环境能量利用率高，水消耗少，在故答案为：微酸性环境；转移电子都生成氯酸钠，能量利用率高，水消耗少，不同时生成氢气和氧气，相对更安全。
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【题目】化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
（1）某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：
时间/min | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积/mL（标准状况） | 100 | 240 | 464 | 576 | 620 |
①哪一时间段反应速率最大________min（填“0～1”，“1～2”，“2～3”，“3～4”或“4～5”），原因是_____。
②求3～4 min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率______（设溶液体积不变）。
（2）另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是________（填字母）。
A.蒸馏水 B.KCl溶液
C. KNO3溶液D.Na2SO4溶液
（3）某温度下在4 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是_________。
②该反应达到平衡状态的标志是____（填字母）。
A.Y的体积分数在混合气体中保持不变
B.X、Y的反应速率比为3∶1
C.容器内气体压强保持不变
D.容器内气体的总质量保持不变
E.生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z