Question

【題目】物質的類別和核心元素的化合價是研究物質性質的兩個基本視角。根據下圖，完成下列填空：

（1）上圖中X的電子式為_________；其水溶液長期在空氣中放置容易變渾濁，用化學方程式表示該變化__________；該變化體現出硫元素的非金屬性比氧元素______（填“強”或“弱”）。用原子結構解釋原因____________。

（2）Na2S2O3是一種用途廣泛的鈉鹽。下列物質用于Na2S2O3的制備，從氧化還原反應的角度，理論上有可能的是______（填字母序號）。

a．Na2S+ S b．Z+ S c．Na2SO3 + Y d．NaHS + NaHSO3

（3）SO2是主要大氣污染物之一。工業上煙氣脫硫的方法之一是用堿液吸收，其流程如圖：。

該法吸收快，效率高。若在操作中持續通入含SO2的煙氣，則最終產物為________。室溫下，0.1mol/L①亞硫酸鈉 ②亞硫酸氫鈉 ③硫化鈉 ④硫氫化鈉的四種溶液的pH由大到小的順序是________（用編號表示）。

已知：H2S：Ki1＝1.3×10-7 Ki2=7.1×10-15 H2SO3：Ki1＝1.3×10-2 Ki2=6.2×10-8

（4）治理含CO、SO2的煙道氣，也可以將其在催化劑作用下轉化為單質S和無毒的氣體：2CO(g) + SO2(g)S(s) + 2CO2(g)。一定條件下，將CO與SO2以體積比為4∶1置于恒容密閉容器中發生上述反應，下列選項能說明反應達到平衡狀態的是______（填寫字母序號）。

a．υ (CO) ∶υ(SO2) = 2∶1 b．平衡常數不變

c．氣體密度不變 d．CO2和SO2的體積比保持不變

測得上述反應達平衡時，混合氣體中CO的體積分數為，則SO2的轉化率為________。

Answer 1

【答案】 2H2S + O2 =2S↓+2H2O 弱 氧和硫同主族，同主族元素最外層電子數相同，從上到下，電子層數增多，原子半徑增大，得電子能力逐漸減弱 bd NaHSO3 ③＞①＞④＞② cd 60%

【解析】

（1）根據圖示X為S的氣態氫化物，X是H2S，H2S的電子式為；H2S的水溶液長期在空氣中放置容易被空氣中的氧氣氧化生成硫，反應的化學方程式為O2+2H2S=2S↓+2H2O，該變化體現出硫元素的非金屬性比氧元素弱，原因是：氧和硫同主族，從上到下，電子層數增多，原子半徑增大，得電子能力逐漸減弱。

（2）Na2S2O3中S顯+2價；a．Na2S、S中S元素的化合價依次為-2價、0價，均低于+2價，不可能；b．根據圖示Z為Na2SO3，Na2SO3、S中S元素的化合價依次為+4價、0價，滿足高價跟低價生成中間價態，可能；c．根據圖示Y為SO3，Na2SO3、SO3中S元素的化合價依次為+4價、+6價，均高于+2價，不可能；d．NaHS 、NaHSO3中S元素的化合價依次為-2價、+4價，滿足高價跟低價生成中間價態，可能；答案選bd。

（3）若在操作中持續通入含SO2的煙氣，最終SO2與Na2SO3反應生成NaHSO3，即最終產物為NaHSO3；根據電離平衡常數可知，酸性：H2SO3＞H2S＞HSO3-＞HS-，結合越弱越水解，硫化鈉的水解程度最大，pH最大，亞硫酸氫鈉水解程度最小，pH最小，故四種溶液的pH由大到小的順序是③＞①＞④＞②。

（4）a．υ (CO) ∶υ(SO2) = 2∶1沒有指明反應速率的方向，不能說明反應達到平衡；b．平衡常數只與溫度有關，平衡常數不變不能說明反應達到平衡；c.氣體密度與氣體的質量有關，因為S是固體，該反應屬于氣體質量變化的反應，氣體密度不變，表示氣體質量不變，說明是平衡狀態；d．CO2和SO2的體積比保持不變，表示正反應速率等于逆反應速率，說明是平衡狀態；答案選cd。

設起始加入SO2物質的量為x，轉化SO2物質的量為y

2CO(g) + SO2(g)S(s) + 2CO2(g)

起始（mol） 4x x 0

轉化（mol） 2y y 2y

平衡（mol） 4x-2y x-y 2y

平衡時CO的體積分數=，解得y=，SO2的轉化率為=60%。