Question

自然界中的水要經(jīng)過消毒殺菌才可成為生活飲用水．ClO₂是一種高效安全滅菌消毒劑，其中Cl化合價(jià)為+4價(jià)．
（1）氯原子最外層有

 

種能量不同的電子，某化合物中O的化合價(jià)與ClO₂中O的化合價(jià)恰好相反，寫出該化合物的分子式

 

．
（2）下列可用作比較S和C非金屬性強(qiáng)弱依據(jù)的是

 

．
A．CS₂中各元素的化合價(jià)
B．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性
C．元素在周期表中的位置
D．最高價(jià)含氧酸的酸性
（3）以下性質(zhì)的比較正確的是

 

．
A．鍵長：HF＞HCl
B．穩(wěn)定性：HF＞HCl
C．酸性：HF＞HCl
D．沸點(diǎn)：HF＞HCl
（4）O₃也是一種很好的消毒劑，具有高效、潔凈、方便、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)．O₃可溶于水，在水中易分解，產(chǎn)生的[O]為游離氧原子，有很強(qiáng)的殺菌消毒能力．常溫常壓下發(fā)生反應(yīng)如下：
反應(yīng)①O₃═O₂+[O]-Q平衡常數(shù)為K₁；
反應(yīng)②[O]+O₃═2O₂+Q平衡常數(shù)為K₂；
總反應(yīng)：2O₃═3O₂+Q平衡常數(shù)為K．
一定條件下，O₃的濃度減少一半所需的時(shí)間（t）如表所示．已知：O₃的起始濃度為0.0216mol/L．在30°C、pH=4.0條件下，O₃的分解速率為

 

 mol/（L?min）．

T/℃t/min pH

3.0

4.0

5.0

6.0

20

301

231

169

58

30

158

108

48

15

50

31

26

15

7

（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，推測O₃在下列條件下分解速率由小到大的順序?yàn)?!--BA-->

 

．（填字母代號(hào)）
A．40°C、pH=3.0
B．10°C、pH=4.0
C．30°C、pH=7.0
（6）下列敘述正確的是

 

．
A．降低溫度，K增大
B．K=K₁+K₂
C．適當(dāng)升溫，可提高消毒效率
D．壓強(qiáng)增大，K₂減小．

Answer 1

分析：（1）Cl原子最外層電子分別位于3s和3p兩個(gè)能量不同的軌道；某化合物中O的化合價(jià)與ClO₂中O的化合價(jià)恰好相反，則O元素的化合價(jià)為+2價(jià)，應(yīng)為OF₂；
（2）比較S和C非金屬性強(qiáng)弱，可根據(jù)對(duì)應(yīng)單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的劇烈程度、氫化物的穩(wěn)定性以及最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱等角度判斷；
（3）根據(jù)原子半徑和元素的非金屬強(qiáng)弱比較；
（4）根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算反應(yīng)速率；
（5）根據(jù)pH和溫度判斷達(dá)到平衡所用的時(shí)間的范圍，可判斷分解速率；
（6）由蓋斯定律可知反應(yīng)①+②可得總反應(yīng)，則K=K₁×K₂，結(jié)合溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響判斷．

解答：解：（1）Cl原子最外層電子分別位于3s和3p兩個(gè)能量不同的軌道，則有兩種能量不同的電子，某化合物中O的化合價(jià)與ClO₂中O的化合價(jià)恰好相反，則O元素的化合價(jià)為+2價(jià)，應(yīng)為OF₂，
故答案為：2；OF₂；
（2）A．CS₂中C為+4價(jià)，S為-2價(jià)，可說明S易得電子，非金屬性S元素較強(qiáng)，故A正確；
B．非金屬性S＞C，但硫化氫的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性較差，不能用于比較非金屬性強(qiáng)弱，故B錯(cuò)誤；
C．二者元素在周期表中不在相同周期和相同主族，僅根據(jù)位置不能確定非金屬性強(qiáng)弱，故C錯(cuò)誤；
D．最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的元素的非金屬性越強(qiáng)，故D正確，
故答案為：AD；
（3）A．由于原子半徑F＜Cl，則鍵長：HF＜HCl，故A錯(cuò)誤；
B．由于非金屬性F＞Cl，則穩(wěn)定性：HF＞HCl，故B正確；
C．同主族元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的氫化物的酸性越弱，則酸性：HF＜HCl，故C錯(cuò)誤；
D．HF中含有氫鍵，則沸點(diǎn)較高，沸點(diǎn)：HF＞HCl，故D正確，
故答案為：BD；
（4）v=

△c

△t

=

0.0108mol/L

108min

=1.00×10^-4mol/（L?min），故答案為：1×10^-4；
（5）由表中數(shù)據(jù)可知，40°C、pH=3.0時(shí)，所需時(shí)間在31min～158min之間；
10°C、pH=4.0時(shí)，所需時(shí)間＞231nin；
30°C、pH=7.0時(shí)，所需時(shí)間＜7min，則分解速率依次增大的順序?yàn)锽＜A＜C，
故答案為：B＜A＜C；
（6）A．由總反應(yīng)：2O₃═3O₂+Q可知正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，故A正確；
B．由蓋斯定律可知反應(yīng)①+②可得總反應(yīng)，則K=K₁×K₂，故B錯(cuò)誤；
C．適當(dāng)升溫，反應(yīng)速率增大，則可提高消毒效率，故C正確；
D．平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故D錯(cuò)誤，
故答案為：AC．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及多個(gè)方面的知識(shí)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，為高頻考點(diǎn)，題目信息量大，貼近高考，注意相關(guān)知識(shí)的積累．