Question

【題目】硒(Se)是動物必需的營養元素和植物有益的營養元素，可以形成SeO2、H2SeO3、H2SeO4等化合物。

(1)硒的原子結構示意圖可表示為，則x的值為_____。

(2)向亞硒酸溶液中通入二氧化硫，有單質硒析出，寫出該反應的化學方程式： _______。

(3)已知：Se(s)＋H2(g)＋2O2(g)=H2SeO4(s) ΔH1；

H2(g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH2；

2SeO2(g)＋O2(g)＋2H2O(l)=2H2SeO4(s) ΔH3。

則反應Se(s)＋O2(g)=SeO2(g)的ΔH＝____。(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代數式表示)

(4)溫度為T℃時，向2.0L恒容密閉容器中充入1.0molH2SeO3(g)，發生反應：H2SeO3(g)SeO2(g)+H2O(g) △H=＋a kJ/mol。0～10min保持容器中溫度不變，10min時改變一種條件，整個過程中H2SeO3(g)、SeO2(g)、H2O(g)的物質的量隨時間的變化如圖所示：

①要提高平衡時SeO2的體積分數，可采取的措施有______(填字母)。

a.容器體積不變，升高反應溫度

b.使用高效催化劑

c.溫度和容積不變，減小H2SeO3的起始量

d.溫度不變，壓縮容器體積，增大壓強

②0～4min的平均反應速率v(H2O)=______；

③10min時改變的條件是_____；

④溫度為T℃時，該反應的平衡常數K為______。若起始時向該容器中充入2.0mol H2SeO3(g)、1.0 mol SeO2(g)和0.15 mol H2O(g)，反應達到平衡前，v(正)____(填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。

Answer 1

【答案】18 H2SeO3+2SO2+H2O=Se↓+2H2SO4 ΔH1-ΔH2-ΔH3 ac 0.025 mol/(L·min) 升高溫度或減小壓強 0.025 小于

【解析】

(1)根據硒的原子結構示意圖結合質子數=電子數計算；

(2)亞硒酸(H2SeO3)有較強的氧化性，二氧化硫有還原性，二者混合發生氧化還原反應生成紅褐色的Se及硫酸，據此書寫反應的方程式；

(3)根據蓋斯定律分析解答；

(4)①根據影響化學平衡的因素分析判斷；②根據圖像，4min 時H2O為0.2mol，結合反應速率的計算公式計算；③根據圖像，10min時改變條件后，平衡正向移動，結合影響化學平衡的因素分析判斷；④根據圖像，T℃時，平衡時，H2SeO3(g)為0.8mol，SeO2(g)和H2O(g)均為0.2mol，結合平衡常數表達式計算。首先計算Qc，根據Qc與K的大小分析判斷。

(1)根據硒的原子結構示意圖可知，質子數=電子數，則34=2+8+x+6，解得x=18，故答案為：18；

(2)亞硒酸(H2SeO3)有較強的氧化性，二氧化硫有還原性，二者混合發生氧化還原反應生成紅褐色的Se及硫酸，所以該反應方程式為：H2SeO3+2SO2+H2O=Se↓+2H2SO4，故答案為：H2SeO3+2SO2+H2O=Se↓+2H2SO4；

(3)①Se(s)＋H2(g)＋2O2(g)=H2SeO4(s) ΔH1，②H2(g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH2，③2SeO2(g)＋O2(g)＋2H2O(l)=2H2SeO4(s) ΔH3。根據蓋斯定律，將①-②-×③得：Se(s)＋O2(g)=SeO2(g) ΔH＝ΔH1-ΔH2-×ΔH3，故答案為：ΔH1-ΔH2-×ΔH3；

(4)①要提高平衡時SeO2的體積分數，可以升高溫度，或保持溫度和體積不變，減小H2SeO3的起始量，故答案為：ac；

②根據圖像，4min 時H2O為0.2mol，則0～4min的平均反應速率v(H2O)== 0.025 mol/(L·min)，故答案為：0.025 mol/(L·min)；

③H2SeO3(g)SeO2(g)+H2O(g) △H=＋a kJ/mol，為氣體的物質的量增大的吸熱反應，根據圖像，10min時改變條件后，使平衡正向移動，故可能是升高溫度或減小壓強，故答案為：升高溫度或減小壓強；

④根據圖像，T℃時，平衡時，H2SeO3(g)為0.8mol，SeO2(g)和H2O(g)均為0.2mol，濃度分別為0.4mol/L、0.1mol/L、0.1mol/L，則T℃時，該反應的平衡常數K==0.025 mol/L。若起始時向該容器中充入2.0mol H2SeO3(g)、1.0 mol SeO2(g)和0.15 mol H2O(g)，濃度分別為1mol/L、0.5mol/L、0.075mol/L，此時，Qc==0.0375 mol/L＞K=0.025 mol/L，反應向左進行，因此反應達到平衡前，v(正)小于v(逆)，故答案為：0.025(或0.025 mol/L)；小于。