Question

X、Y、Z为原子序数由小到大排列的三种短周期元素。已知：X、Y的气态氢化物分子具有相同的电子数；Y与Z同主族；XY₂是非极性分子，其晶体可用作人工降雨。

请回答：

（1）Z的最高价氧化物对应水化物W是重要的化工原料，W的化学式为_____________；工业制造W的生产过程主要分为三个阶段。

①在101 kPa时，3.2 gZ的固体单质完全燃烧可放出?29.7 kJ?的热量，写出能够表示该固体单质燃烧热的热化学方程式：________________________________________________；

②在接触氧化阶段，为提高ZY₂的转化率，从理论上判断，应选择的条件是低温和高压。从下表给出的不同温度、压强下ZY₂平衡转化率的实验数据进行分析，结合工业生产的实际，应选择适合的温度和压强是（选填字母）_____________；

A.400—500 ℃  10 MPa               B.400—500 ℃  1 MPa

C.500—600 ℃  10 MPa               D.400—500 ℃  0.1 MPa

③在吸收阶段，为尽可能提高ZY₃的吸收效率，工业上选择的吸收剂是（选填字母）____。

A.水                                    B.0.5 mol/L的硫酸

C.98.3%的硫酸                    D.浓氨水

（2）已知X与XY都是工业上常用的还原剂，

①写出X单质与W的浓溶液反应的化学方程式_____________________________________；

②500 ℃时，11.2 L（标准状况）ZY₂在催化剂作用下与XY发生化学反应。若有2×6.02×10²³个电子转移时，该反应的化学方程式是____________________________________________。

Answer 1

（1）H₂SO₄  ①S(s)+O₂(g)====SO₂（g）;ΔH=-297 kJ/mol

②D  ③C

（2）①C+2H₂SO₄(浓)CO₂↑+2SO₂+2H₂O

②SO₂+2COS+2CO₂

解析：XY₂晶体可用作人工降雨，则XY₂为CO₂，即X为C，Y为O，又Y与Z同主族，则Z为S。（1）中，W为H₂SO₄，②中SO₂转化为SO₃的条件选择需依据化学平衡移动原理和工业生产的实际。同温度下，压强越高，SO₂转化率越高，但增大压强对动力、设备要求高，且在较低压强下SO₂的转化率已比较高，故压强宜选择为0.1 MPa;同压下，温度越低，SO₂的转化率越高，但温度低将延长生产周期且降低催化剂的活性，故温度宜选择为400—500 ℃，综合两方面因素应选D。③中，应用98.3%的硫酸吸收SO₃，可防止形成酸雾降低吸收效率。（2）中第②问，ZY₂为SO₂，XY为CO，0.5 mol SO₂反应电子转移为2 mol，即1 mol SO₂反应电子转移为4 mol，又SO₂中S显+4价，故SO₂为氧化剂，其对应产物为S，该反应为SO₂+2COS+2CO₂。