题目内容

【题目】砷As是第四周期ⅤA族元素,可以形成 As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等 化合物,有着广泛的用途回答下列问题:

(1)写出砷的原子序数______________

(2)工业上常将含砷废渣主要成分为As2S3制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫,写出发生反应的化学方程式___________;该反应需要在加压下进行,原因是___________.

(3)已知:As(s)+ H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)△H1

H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H2

2As(s)+ O2(g)=As2O5(s)△H3

则反应As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)的△H =___________

(4)298K时,将20mL 3x molL-1 Na3AsO3、20mL 3x molL-1 I2和20mL NaOH溶液混合,发生反应:AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43-)与反应时间(t)的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是 ______ 填标号.

a .溶液的pH不再变化 b. v(I-)=2v(AsO33-)

c .c (AsO43-)/c (AsO33-)不再变化 d. c(I-)=ymolL-1

②tm时v正_____v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。

③tm时v逆_____ tn时v正(填“大于”“小于”或“等于”)理由是 _____

④若平衡时溶液c(OH-)=1 mol/L,则该反应的平衡常数K为 ______________

【答案】33 2As2S3 + 5O2 + 6H2O = 4H3AsO4 + 6S 加压能增大反应速率,而且平衡右移,可提高生产效率 2△H1-3△H2-△H3 a c 大于 小于 tm时生成物的浓度更小,故逆反应速率更慢 4y3/(x-y)2

【解析】

根据题意可知,本题考查化学方程式、热化学方程式的书写、化学平衡状态的判断,依据热化学方程式的书写步骤、化学平衡特征分析。

(1) 砷元素位于第四周期VA族,原子序数为33,

故答案为:33;

(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2O3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫,砷元素化合价+3价变化为+5价,反应的化学方程式为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO 4+6S,增大压强,可增加O2反应速率,提高As2S3的转化速率;

故答案为:2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO 4+6S;加压能增大反应速率,而且平衡右移,可提高生产效率;

(3)已知①As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)△H1

②H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H2

③2As(s)+O2(g)=As2O5(s) △H3

则利用盖斯定律将①×2-②×3-③可得As2O 5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s) △H=2△H1-3△H2-△H3,

故答案为:2△H1-3△H2-△H3;

(4)①a.溶液pH不变时,则c(OH-)也保持不变,反应达到平衡状态,故a正确;

b.同一个化学反应,速率之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡,都存在v(I-)=2v(AsO33-),故b错误;

c.不再变化,可说明各物质的浓度不再变化,反应达到平衡状态,故c正确;

d.由图可知,当c(AsO43-)=2y mol/L时,浓度不再发生变化,则达到平衡状态,由方程式可知此时c(I-)=ymolL-1,所以c(I-)= ymolL-1时没有达到平衡状态,故d错误。

故答案为:ac;

②反应从正反应开始进行,tm时反应继续正向进行,则v正大于v逆,

故答案为:大于;

③tm时比tn时浓度更小,则逆反应速率更小;

故答案为:小于;tm时生成物的浓度更小,故逆反应速率更慢;

④反应前,三种溶液混合后,Na3AsO3的浓度为,同理I2的浓度为xmol/L,反应达到平衡时,生产c(AsO43-)为ymol/L,则反应生产的c(I-)=2ymol/L,消耗的AsO33-、I2的浓度均为ymol/L,平衡时c(AsO33-)=(x-y)mol/L,c(I2)=(x-y)mol/L,溶液中c(OH-)=1mol/L,则,

故答案为:。

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