Question

8．物質(zhì)的類別和核心元素的化合價是研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個重要視角．硫及其化合物與價態(tài)變化為坐標的二維轉(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，寫出反應的化學方程式2H₂S+O₂→2S↓+2H₂O；該變化說明S的非金屬性比O弱（填“強”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H₂O的穩(wěn)定性大于H₂S或SO₂中硫是+4價，氧是-2價（舉兩例），也可以判斷氧、硫兩種元素的非金屬性強弱．
（2）下列物質(zhì)用于Na₂S₂O₃制備，從氧化還原反應的角度，理論上有可能的是bd（選填編號）．
a．Na₂S+S          b．Z+S         c．Na₂SO₃+Y        d．NaHS+NaHSO₃
（3）已知反應：Na₂S₂O₃+H₂SO₄→Na₂SO₄+S↓+SO₂+H₂O，研究其反應速率時，下列方案合理的是b（選填編號）．
a．測定一段時間內(nèi)生成SO₂的體積，得出該反應的速率
b．研究濃度、溫度等因素對該反應速率的影響，比較反應出現(xiàn)渾濁的時間
c．用Na₂S₂O₃固體分別與濃、稀硫酸反應，研究濃度對該反應速率的影響
（4）治理含CO、SO₂的煙道氣，以Fe₂O₃做催化劑，將CO、SO₂在380℃時轉(zhuǎn)化為S和一種無毒氣體．已知：①硫的熔點：112.8℃、沸點：444.6℃；②反應每得到1mol硫，放出270kJ的熱量．寫出該治理煙道氣反應的熱化學方程式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，上述反應中SO₂的轉(zhuǎn)化率隨反應溫度的變化如圖2．不考慮催化劑價格因素，生產(chǎn)中選Fe₂O₃做催化劑的主要原因是Fe₂O₃作催化劑，在相對較低溫度下，單位時間內(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個電子，能夠與2個H原子形成共價鍵；H₂S在空氣中變渾濁是因為被氧氣氧化為S；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；
（2）Na₂S₂O₃中S為+2價，從氧化還原的角度分析，反應物中S元素化合價必須分別大于2和小于2；
（3）硫代硫酸鈉與稀硫酸反應生成了單質(zhì)硫，溶液變渾濁，反應速率越快，出現(xiàn)渾濁時間越短；
（4）反應每得到1mol硫，放出270kJ的熱量，以此書寫熱化學方程式；
（5）由圖可知，相同條件下氧化鐵作催化劑時，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率最大．

解答 解：（1）X為H₂S，S最外層6個電子，能夠與2個H原子形成共價鍵，其電子式為：；H₂S在空氣中變渾濁是因為被氧氣氧化為S，反應的化學方程式為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，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，實例如H₂O的穩(wěn)定性大于H₂S或SO₂中硫是+4價，氧是-2價，
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，氧是-2價；
（2）Na₂S₂O₃中S為+2價，從氧化還原的角度分析，反應物中S元素化合價必須分別大于2和小于2，a中S化合價都小于2，c中S的化合價都大于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生成了單質(zhì)硫，溶液變渾濁，可以判斷反應速率快慢，反應速率越快，出現(xiàn)渾濁時間越短，故答案為：b；
（4）反應每得到1mol硫，放出270kJ的熱量，熱化學方程式為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，在相對較低溫度下，單位時間內(nèi)獲得較高的SO₂轉(zhuǎn)化率，能耗小，
故答案為：Fe₂O₃作催化劑，在相對較低溫度下，單位時間內(nèi)獲得較高的SO₂轉(zhuǎn)化率，能耗�。�

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