Question

8．物質(zhì)的類(lèi)別和核心元素的化合價(jià)是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個(gè)重要視角．硫及其化合物與價(jià)態(tài)變化為坐標(biāo)的二維轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示．

完成下列填空：
（1）圖中X的電子式為；其水溶液在空氣中放置易變渾濁，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式2H₂S+O₂→2S↓+2H₂O；該變化說(shuō)明S的非金屬性比O弱（填“強(qiáng)”或“弱”），從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋原因：硫原子半徑大于氧原子，硫原子的電子能力小于氧原子．通過(guò)H₂O的穩(wěn)定性大于H₂S或SO₂中硫是+4價(jià)，氧是-2價(jià)（舉兩例），也可以判斷氧、硫兩種元素的非金屬性強(qiáng)弱．
（2）下列物質(zhì)用于Na₂S₂O₃制備，從氧化還原反應(yīng)的角度，理論上有可能的是bd（選填編號(hào)）．
a．Na₂S+S          b．Z+S         c．Na₂SO₃+Y        d．NaHS+NaHSO₃
（3）已知反應(yīng)：Na₂S₂O₃+H₂SO₄→Na₂SO₄+S↓+SO₂+H₂O，研究其反應(yīng)速率時(shí)，下列方案合理的是b（選填編號(hào)）．
a．測(cè)定一段時(shí)間內(nèi)生成SO₂的體積，得出該反應(yīng)的速率
b．研究濃度、溫度等因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響，比較反應(yīng)出現(xiàn)渾濁的時(shí)間
c．用Na₂S₂O₃固體分別與濃、稀硫酸反應(yīng)，研究濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響
（4）治理含CO、SO₂的煙道氣，以Fe₂O₃做催化劑，將CO、SO₂在380℃時(shí)轉(zhuǎn)化為S和一種無(wú)毒氣體．已知：①硫的熔點(diǎn)：112.8℃、沸點(diǎn)：444.6℃；②反應(yīng)每得到1mol硫，放出270kJ的熱量．寫(xiě)出該治理煙道氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式2CO（g）+SO₂（g）$\frac{\underline{\;\;\;F_{2}O_{3}\;\;\;}}{380℃}$S（l）+2CO₂ （g）△H=-270kJ/mol．
（5）其他條件相同、催化劑不同時(shí)，上述反應(yīng)中SO₂的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖2．不考慮催化劑價(jià)格因素，生產(chǎn)中選Fe₂O₃做催化劑的主要原因是Fe₂O₃作催化劑，在相對(duì)較低溫度下，單位時(shí)間內(nèi)獲得較高的SO₂轉(zhuǎn)化率，能耗�。�

Answer 1

分析 （1）X為H₂S，S最外層6個(gè)電子，能夠與2個(gè)H原子形成共價(jià)鍵；H₂S在空氣中變渾濁是因?yàn)楸谎鯕庋趸癁镾；同主族元素最外層電子數(shù)相同，原子半徑自上而下逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強(qiáng)；
（2）Na₂S₂O₃中S為+2價(jià)，從氧化還原的角度分析，反應(yīng)物中S元素化合價(jià)必須分別大于2和小于2；
（3）硫代硫酸鈉與稀硫酸反應(yīng)生成了單質(zhì)硫，溶液變渾濁，反應(yīng)速率越快，出現(xiàn)渾濁時(shí)間越短；
（4）反應(yīng)每得到1mol硫，放出270kJ的熱量，以此書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式；
（5）由圖可知，相同條件下氧化鐵作催化劑時(shí)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率最大．

解答 解：（1）X為H₂S，S最外層6個(gè)電子，能夠與2個(gè)H原子形成共價(jià)鍵，其電子式為：；H₂S在空氣中變渾濁是因?yàn)楸谎鯕庋趸癁镾，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂S+O₂→2S↓+2H₂O，所以S非金屬性比O弱；同主族元素最外層電子數(shù)相同，原子半徑自上而下逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強(qiáng)，則硫原子半徑大于氧原子，硫原子的電子能力小于氧原子可解釋?zhuān)瑢?shí)例如H₂O的穩(wěn)定性大于H₂S或SO₂中硫是+4價(jià)，氧是-2價(jià)，
故答案為：；弱；硫原子半徑大于氧原子，硫原子的電子能力小于氧原子；H₂O的穩(wěn)定性大于H₂S或SO₂中硫是+4價(jià)，氧是-2價(jià)；
（2）Na₂S₂O₃中S為+2價(jià)，從氧化還原的角度分析，反應(yīng)物中S元素化合價(jià)必須分別大于2和小于2，a中S化合價(jià)都小于2，c中S的化合價(jià)都大于2，bd符合題意，
故答案為：bd；
（3）根據(jù)硫代硫酸鈉與稀硫酸反應(yīng)生成了單質(zhì)硫，溶液變渾濁，可以判斷反應(yīng)速率快慢，反應(yīng)速率越快，出現(xiàn)渾濁時(shí)間越短，故答案為：b；
（4）反應(yīng)每得到1mol硫，放出270kJ的熱量，熱化學(xué)方程式為2CO（g）+SO₂（g）$\frac{\underline{\;\;\;F_{2}O_{3}\;\;\;}}{380℃}$S（l）+2CO₂ （g）△H=-270kJ/mol，
故答案為：2CO（g）+SO₂（g）$\frac{\underline{\;\;\;F_{2}O_{3}\;\;\;}}{380℃}$S（l）+2CO₂ （g）△H=-270kJ/mol；
（5）由圖可知，生產(chǎn)中選Fe₂O₃做催化劑的主要原因是Fe₂O₃作催化劑，在相對(duì)較低溫度下，單位時(shí)間內(nèi)獲得較高的SO₂轉(zhuǎn)化率，能耗小，
故答案為：Fe₂O₃作催化劑，在相對(duì)較低溫度下，單位時(shí)間內(nèi)獲得較高的SO₂轉(zhuǎn)化率，能耗�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及非金屬性比較、氧化還原反應(yīng)、反應(yīng)速率及熱化學(xué)方程式等，側(cè)重反應(yīng)原理中高頻考點(diǎn)的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．