Question

3．回答下列问题：
（1）为了减少空气中SO₂的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料．
已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁=-d kJ•mol^-1
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=-e kJ•mol^-1
C燃烧热为  f kJ•mol^-1（d、e、f 均大于0）
写出CO与水蒸气反应生成CO₂和H₂的热化学方程式：CO（g）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=（0.5d+0.5e-f）kJ•mol^-1．
②将含SO₂的烟气通过洗涤剂Y，再加入稀硫酸，既可以回收SO₂，同时又可以得到化肥，上述洗涤剂Y可以是ce（填序号）
a．Ca（OH）₂      b．CaCl₂ c．K₂CO₃       d．NaHSO₃e．NH₃•H₂O
（2）卤素互化物BrF₃是强氧化剂，遇水发生水解反应，用下列化学方程式表示：
3BrF₃+5H₂O═HBrO₃+Br₂+9HF+O₂，若反应中有5mol水发生氧化反应，则被水还原的BrF₃的物质的量是$\frac{10}{3}$mol
（3）磷酸（H₃PO₄）在水溶液中各种存在形式物质的量分数δ随pH的变化曲线如图1：

①向Na₃PO₄溶液中滴入稀盐酸后，pH从5降低到0的过程中发生的主要反应的离子方程式为H₂PO₄^-+H⁺=H₃PO₄．
②从图中推断：NaH₂PO₄和Na₃PO₄两盐不能在同一溶液中大量共存（填写“能”或者“不能”）．
（4）二茂铁是一种金属有机配合物，是燃料油的添加剂，高温润滑剂等．二茂铁中配离子为C₅H₅^-，其对应的环状分子C₅H₆的核磁共振氢谱为图2中的a，C₅H₆与Br₂ 1：1加成后产物有M、N两种，M的核磁共振氢谱为图2中的b，写出环状分子C₅H₆的结构简式；分子N中含有2个手性碳原子．

Answer 1

分析 （1）①根据盖斯定律进行计算；
②二氧化硫属于酸性氧化物，能和碱液反应，亚硫酸酸性大于碳酸，所以能和可溶性碳酸盐反应；
（2）3BrF₃+5H₂O═HBrO₃+Br₂+9HF+O₂中，Br元素化合价由+3价变为+5价、-1价，部分O元素化合价由-2价变为0价，该反应中有2mol水作还原剂，根据转移电子守恒计算被水还原的BrF₃的物质的量；
（3）①溶液中H₂PO₄^-浓度减小、H₃PO₄浓度增大，据此书写离子方程式；  
②根据溶液中存在的离子与溶液pH的关系判断；
（4）C₅H₆的核磁共振氢谱有3个吸收峰，说明含有三类H原子，该分子不饱和度=$\frac{5×2+2-6}{2}$=3，说明含有两个碳碳双键，且符合条件的该物质结构简式为，C₅H₆与Br₂ 1：1加成后产物有M、N两种，M的核磁共振氢谱有3种H原子，所以该物质发生1，3加成，N是该物质发生1，2加成得到的产物．

解答 解：（1）①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₁=-d kJ•mol^-1①
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₂=-e kJ•mol^-1②
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-f kJ•mol^-1③
将方程式$\frac{①+②}{2}$得CO（g）+H₂O（g）=CO （g）+H₂（g）△H=（0.5d+0.5e-f）kJ•mol^-1，
故答案为：CO（g）+H₂O（g）=CO （g）+H₂（g）△H=（0.5d+0.5e-f）kJ•mol^-1；
②二氧化硫属于酸性氧化物，能和碱液反应，亚硫酸酸性大于碳酸，所以能和可溶性碳酸盐反应，加入稀硫酸后能得到二氧化硫且得到化肥，故选ce；
（2）3BrF₃+5H₂O═HBrO₃+Br₂+9HF+O₂中，Br元素化合价由+3价变为+5价、-1价，部分O元素化合价由-2价变为0价，该反应中有5mol水作还原剂，水失去电子的物质的量=5mol×（2-0）=10mol，根据转移电子守恒得被水还原的BrF₃的物质的量=$\frac{10mol}{3-0}$=$\frac{10}{3}$mol，故答案为：$\frac{10}{3}$；
（3）①根据图象知，pH从5转化为0时，溶液中H₂PO₄^-浓度减小、H₃PO₄浓度增大，离子反应方程式为H₂PO₄^-+H⁺=H₃PO₄，故答案为：H₂PO₄^-+H⁺=H₃PO₄；
②根据图知，H₂PO₄^-存在的pH范围为0～10、PO₄^3-存在的pH＞10，所以二者不能共存，故答案为：不能；
（4）C₅H₆的核磁共振氢谱有3个吸收峰，说明含有三类H原子，该分子不饱和度=$\frac{5×2+2-6}{2}$=3，说明含有两个碳碳双键，且符合条件的该物质结构简式为，C₅H₆与Br₂ 1：1加成后产物有M、N两种，M的核磁共振氢谱有3种H原子，所以该物质发生1，3加成，N是该物质发生1，2加成得到的产物，连接溴原子的C原子为手性碳原子，所以有两个，故答案为：；2．

点评 本题考查较综合，涉及存在离子与pH的关系、氧化还原反应的计算、盖斯定律等知识点，同时考查学生分析图象、解答问题能力，难点是（2）题计算，注意水和BrF₃中元素化合价变化，为易错点．