Question

【題目】（一）硫是一種重要的非金屬元素，在自然界中以游離態和多種化合態形式存在。其中二氧化硫是主要的大氣污染物之一。完成下列填空：

⑴火法煉銅中有如下反應：

Ⅰ：2Cu2S(s)+3O2(g)＝2Cu2O(s)+2SO2(g) ΔH ＝－768．2 kJ·mol—1

Ⅱ：2Cu2O(s)+ Cu2S(s)＝6Cu(s)+SO2(g) ΔH ＝ ＋116．0 kJ·mol—1

①在反應Ⅱ中，只作氧化劑的是_________________（用化學式表示）。

②反應Cu2S(s)+O2(g)＝2Cu(s)+SO2(g)的ΔH＝______________________。

⑵工業上用過硫酸鉀（K2S2O8）測定鋼鐵中的錳含量，配平下列反應式：

______Mn2＋+______S2O82-+_____H2O ＝ ______MnO4-+______SO42-+_____H＋

⑶將SO2通入氯酸溶液中生成一種強酸和一種氧化物，已知反應掉1．5mol氯酸時轉移了9．03×1023個電子，寫出該反應的化學方程式_______________________________。

（二）為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質量，有效控制空氣中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物顯得尤為重要。

⑴已知2NO(g)＋2CO(g)＝N2(g)＋2CO2(g)△H＝-476.5kJ·mol-1；

將0.20molNO和0.10molCO充入一個容積為1L的密閉容器中，反應過程中物質濃度變化如圖所示。

①CO在0-9min內的平均反應速率v(CO)=_______mol·L-1·min-1 (保留兩位有效數字）；第12 min時改變的反應條件可能為________。

A．升高溫度 B．加入NO C．加催化劑 D．降低溫度

②該反應在第18 min時達到平衡狀態，CO2的體積分數為________（保留三位有效數字），化學平衡常數K=________（保留兩位有效數字）。

⑵通過人工光合作用能將水與燃煤產生的CO2轉化成HCOOH和O2。已知常溫下0.1mol·L-1的HCOONa溶液pH=10，則HCOOH的電離常數Ka=______________。

Answer 1

【答案】 Cu2O -217．4 kJ·mol—1 2 5 8 2 10 16 SO2+2HClO3＝H2SO4+2ClO2 4.4×l0-3 D 22.2% 3.4 1.0×l0-7

【解析】（一）（1）①考查氧化還原反應中的概念，根據反應方程式II，Cu2O中只有Cu的化合價由－1價→0價，化合價降低，Cu2O只作氧化劑，Cu2S中Cu＋1價→0價，化合價降低，作氧化劑，S的化合價由－2價→＋4價，化合價升高，作還原劑，因此Cu2S既是氧化劑又是還原劑；②考查熱化學反應方程式的計算，（I+II）/3得出△H=(－768.2＋116)/3kJ·mol－1=－217.4kJ·mol－1；（2）考查氧化還原反應方程式的配平，S2O82－中S顯＋6價，S2O82－中一個過氧鍵，因此S2O82－化合價降低2價，Mn2＋的化合價升高5價，最小公倍數為10，即Mn2＋的系數為2,S2O82－的系數為5，然后根據電荷守恒和原子守恒，配平其他，即2Mn2＋＋5S2O82－＋8H2O=2MnO4－＋10SO42－＋16H＋；（3）考查轉移電子數目的計算，根據信息，利用HClO3的氧化性，把SO2氧化成SO42－，令氯酸的還原產物中Cl的化合價為x價，因此有1.5×(5－x)=9.03×1023/（6.02×1023），解得x=4，即氧化物是ClO2，因此反應方程式為O2+2HClO3＝H2SO4+2ClO2；（二）（1）考查化學反應速率的計算、影響化學平衡移動的因素以及化學平衡計算，①根據化學反應速率的數學表達式，v(CO)=(0.1－0.06)/9mol/(L·min)=4.4×10－3 mol/(L·min)；A、根據圖像，12min平衡向正反應反應方向移動，因為正反應方向是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，故A錯誤；B、增加NO的量，NO的濃度應增大，但12min時，NO的濃度仍從原平衡開始，故B錯誤；C、催化劑對化學平衡無影響，故C錯誤；D、正反應方向是放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向移動，故D正確；②2NO(g)＋2CO(g)＝N2(g)＋2CO2(g)

起始濃度：0.2 0.1 0 0

變化濃度：0.06 0.06 0.03 0.06

平衡濃度：0.14 0.04 0.03 0.06 因此CO2的體積分數為0.06/(0.14＋0.04＋0.03＋0.06)×100%=22.2%，根據化學平衡常數的定義，K=[c2(CO2)×c(N2)]/×c(N2)]/[c2(NO)×c2(CO)]=(0.062×0.03)/(0.042×0.142)≈3.4；（2）本題考查三大平衡常數的關系，甲酸鈉溶液中c(OH－)=Kw/c(H＋)=10－14/10－10mol·L－1=10－4mol·L－1，HCOONa水解平衡常數為Kh===10－7，三大平衡常數的關系是Kh×Ka=Kw，因此甲酸的電離平衡數Ka=Kw/Kh=10－7。