题目内容

8．物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要视角．硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图1所示．

完成下列填空：
（1）图中X的电子式为；其水溶液在空气中放置易变浑浊，写出反应的化学方程式2H2S+O2→2S↓+2H2O；该变化说明S的非金属性比O弱（填“强”或“弱”），从原子结构的角度解释原因：硫原子半径大于氧原子，硫原子的电子能力小于氧原子．通过H2O的稳定性大于H2S或SO2中硫是+4价，氧是-2价（举两例），也可以判断氧、硫两种元素的非金属性强弱．
（2）下列物质用于Na2S2O3制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是bd（选填编号）．
a．Na2S+S          b．Z+S         c．Na2SO3+Y        d．NaHS+NaHSO3
（3）已知反应：Na2S2O3+H2SO4→Na2SO4+S↓+SO2+H2O，研究其反应速率时，下列方案合理的是b（选填编号）．
a．测定一段时间内生成SO2的体积，得出该反应的速率
b．研究浓度、温度等因素对该反应速率的影响，比较反应出现浑浊的时间
c．用Na2S2O3固体分别与浓、稀硫酸反应，研究浓度对该反应速率的影响
（4）治理含CO、SO2的烟道气，以Fe2O3做催化剂，将CO、SO2在380℃时转化为S和一种无毒气体．已知：①硫的熔点：112.8℃、沸点：444.6℃；②反应每得到1mol硫，放出270kJ的热量．写出该治理烟道气反应的热化学方程式2CO（g）+SO2（g）$\frac{\underline{\;\;\;F_{2}O_{3}\;\;\;}}{380℃}$S（l）+2CO2 （g）△H=-270kJ/mol．
（5）其他条件相同、催化剂不同时，上述反应中SO2的转化率随反应温度的变化如图2．不考虑催化剂价格因素，生产中选Fe2O3做催化剂的主要原因是Fe2O3作催化剂，在相对较低温度下，单位时间内获得较高的SO2转化率，能耗小．

分析 （1）X为H2S，S最外层6个电子，能够与2个H原子形成共价键；H2S在空气中变浑浊是因为被氧气氧化为S；同主族元素最外层电子数相同，原子半径自上而下逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强；
（2）Na2S2O3中S为+2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2；
（3）硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成了单质硫，溶液变浑浊，反应速率越快，出现浑浊时间越短；
（4）反应每得到1mol硫，放出270kJ的热量，以此书写热化学方程式；
（5）由图可知，相同条件下氧化铁作催化剂时，二氧化硫的转化率最大．

解答 解：（1）X为H2S，S最外层6个电子，能够与2个H原子形成共价键，其电子式为：；H2S在空气中变浑浊是因为被氧气氧化为S，反应的化学方程式为2H2S+O2→2S↓+2H2O，所以S非金属性比O弱；同主族元素最外层电子数相同，原子半径自上而下逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，则硫原子半径大于氧原子，硫原子的电子能力小于氧原子可解释，实例如H2O的稳定性大于H2S或SO2中硫是+4价，氧是-2价，
故答案为：；弱；硫原子半径大于氧原子，硫原子的电子能力小于氧原子；H2O的稳定性大于H2S或SO2中硫是+4价，氧是-2价；
（2）Na2S2O3中S为+2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2，a中S化合价都小于2，c中S的化合价都大于2，bd符合题意，
故答案为：bd；
（3）根据硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成了单质硫，溶液变浑浊，可以判断反应速率快慢，反应速率越快，出现浑浊时间越短，故答案为：b；
（4）反应每得到1mol硫，放出270kJ的热量，热化学方程式为2CO（g）+SO2（g）$\frac{\underline{\;\;\;F_{2}O_{3}\;\;\;}}{380℃}$S（l）+2CO2 （g）△H=-270kJ/mol，
故答案为：2CO（g）+SO2（g）$\frac{\underline{\;\;\;F_{2}O_{3}\;\;\;}}{380℃}$S（l）+2CO2 （g）△H=-270kJ/mol；
（5）由图可知，生产中选Fe2O3做催化剂的主要原因是Fe2O3作催化剂，在相对较低温度下，单位时间内获得较高的SO2转化率，能耗小，
故答案为：Fe2O3作催化剂，在相对较低温度下，单位时间内获得较高的SO2转化率，能耗小．

点评 本题考查较综合，涉及非金属性比较、氧化还原反应、反应速率及热化学方程式等，侧重反应原理中高频考点的考查，综合性较强，题目难度不大．

练习册系列答案
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18．物质X的结构式如图所示，常被用于香料或作为饮料的酸化剂．下列关于物质X的说法正确的是（　　）
A．X分子式为C6H6O7
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C．X分子不可以发生消去反应
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19．重大节日为保证鲜花盛开，对大量盆栽鲜花施用了S=诱抗素制剂．S-诱抗素的分子结构如图所示．下列关于该物质的说法正确的是（　　）
A．该有机物的分子式为C15H22O4
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D．1mol该有机物与足量溴反应最多消耗4molBr2
16．已知：CO和H2在Co做催化剂、温度为160℃～200℃时，可以合成汽油（即分子中含5至8个碳原子的烷烃）．
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（2）若向密闭的合成塔内通入CO和H2，恰好完全反应，此时塔内压强降至反应前的$\frac{2}{5}$，通过计算说明是否生成汽油．
（3）以天然气、焦炭、水为初始原料，可以制得CO和H2，进而人工合成汽油．（流程示意图如下，反应③的H2也由反应①得到．）

若反应①、②、③的转化率均为100%，且将反应①中得到的CO2和H2全部用于合成人工汽油．
（a）通过计算说明上述方案能否得到理想的产品．
（b）当CO2的使用量应控制为反应①中CO2产量的$\frac{10}{11}$～$\frac{16}{17}$（填比例范围），可以得到理想的产品．
3．用下列实验装置室温下进行相应实验，能达到实验目的是（　　）
A．
验证浓硫酸具有强氧化性		B．
制取干燥的NH3
C．
干燥、收集并吸收多余SO2		D．
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13．下列化学用语正确的是（　　）
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20．部分弱电解质的电离平衡常数如下表，以下选项错误的是（　　）
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