Question

【題目】I.SO2是一種重要的化工原料，其合理利用以及廢氣處理一直是化工研究的熱點。

（1）氧元素在元素周期表中位于第______周期______族，硫原子核外有_____種能量不同的電子。

（2）元素的非金屬性S比O______（填“強”或“弱”），從原子結構的角度解釋原因：__________。

II.工業上利用反應SO2 + MnO2 → MnSO4 可以制備高純 MnSO4，實驗裝置如下圖：

（3）請標出反應SO2 + MnO2 → MnSO4的電子轉移方向和數目____________

（4）在通入干燥空氣的條件下，一段時間后，測得反應后溶液中的 n(SO42-)明顯大于 n(Mn2+)，請說明原因： ___________________。用化學方程式表示石灰乳的作用： ___________________。

III.SO2可用于處理含 Cr2O72－（鉻元素化合價為+6）的廢水，最后轉化為鉻沉淀（鉻元素化合價為+3）除去。一種處理流程如下：

（5）NaHSO3與 Cr2O72－反應時，物質的量之比為__________。

【答案】 二 ⅥA 5 弱 硫原子半徑大于氧原子半徑，硫原子和氧原子的最外層電子數相等，硫原子的得電子能力比氧原子弱 在溶液中，空氣中的氧氣將二氧化硫氧化為 H2SO4 SO2+ Ca(OH)2→CaSO3+ H2O（或2SO2+2Ca(OH)2+O2→ 2CaSO4 + 2H2O） 3∶1

【解析】試題分析：（1）氧原子核外有2個電子層，最外層有6個電子，硫原子核外電子排布式是1S22S22P63S23P4；(2)同主族元素最外層電子數相同，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;（3）反應SO2 + MnO2 → MnSO4中，硫元素化合價由+4升高為+6，錳元素化合價由+4降低為+2；(4)氧氣能把二氧化硫氧化為 H2SO4；二氧化硫污染空氣，用氫氧化鈣能吸收二氧化硫；（5）NaHSO3與 Cr2O72－反應時，硫元素化合價由+4升高為+6，鉻元素化合價由+6降低為+3，根據化合價升降相同計算物質的量之比。

解析：（1）氧原子核外有2個電子層，最外層有6個電子，所以氧元素在元素周期表中位于第二周期ⅥA族，硫原子核外電子排布式是1S22S22P63S23P4，有5個能級，所以有5種能量不同的電子；(2) 同主族元素最外層電子數相同，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，所以S非金屬性比O弱;（3）反應SO2 + MnO2 → MnSO4中，硫元素化合價由+4升高為+6，硫失去2個電子，錳元素化合價由+4降低為+2，錳元素得到2個電子，所以電子轉移方向和數目是；(4)氧氣能把二氧化硫氧化為 H2SO4，所以反應后溶液中的 n(SO42-)明顯大于 n(Mn2+)；二氧化硫污染空氣，氫氧化鈣能吸收二氧化硫，反應方程式為SO2+ Ca(OH)2→CaSO3+ H2O；（5）NaHSO3與 Cr2O72－反應時，硫元素化合價由+4升高為+6，鉻元素化合價由+6降低為+3，設NaHSO3與 Cr2O72－反應時的物質的量比為x∶y，根據化合價升降相同，2x=y×2×3，所以x∶y= 3∶1。

點睛：氧化還原反應中，氧化劑得電子化合價降低，還原劑失電子化合價升高，根據氧化還原反應的升降規律，氧化劑得電子數一定等于還原劑失電子數。

【題型】綜合題
【結束】
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【題目】I.工業上可由氫氣、氮氣合成氨氣，溶于水形成氨水。鹽酸和氨水是實驗室常見的電解質溶液。一定溫度下，向2L 密閉容器中加入N2(g)和H2(g)，發生反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+ Q（Q>0）， NH3物質的量隨時間的變化如右圖所示。

（1）0~2 min 內的平均反應速率 v(H2)=___________。

（2）該溫度下，反應 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+ Q（Q>0）的平衡常數表達式K=______。其平衡常數K與溫度T的關系如下表：

T/ ℃	25	125	225
平衡常數 K	4×106	K1	K2

試判斷K1________K2（填寫“>”“=”或“<”）。

（3）下列能說明合成氨反應已達到平衡狀態的是______（填字母）（反應是在固定體積的密閉容器中進行的）

a．3v(N2) = v(H2)

b．容器內壓強保持不變

c．混合氣體的密度保持不變

d．25℃時，測得容器中c(NH3)=0.2 mol·L-1， c(H2) =c(N2) =0.01 mol·L-1

II.常溫下，某同學將鹽酸與氨水等體積混合，兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH 如下表。

實驗編號	氨水濃度/mol·L-1	鹽酸濃度/mol·L-1	混合溶液 pH
①	0. 2	0.2	pH＝x
②	c	0.2	pH＝7

請回答：

（4）①中所得混合溶液， pH_______7（填“>”“<”或“＝”）。

②中 c___0.2（填“>”“<”或“＝”），所得混合溶液中各離子濃度大小關系為_____________。

（5）請你再設計一個能證明一水合氨是弱電解質的方案。_____________。

Answer 1

【答案】 0.375 mol/(L·min) [NH3]2/[N2][H2]3 > bd < > [Cl-]= [NH4+]> [H+]= [OH-] 測量 0.1mol/L 氨水的 pH，pH小于13 等

【解析】試題分析：I.（1）根據 計算反應速率；（2）根據平衡常數的定義書寫平衡常數表達式；反應 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+ Q（Q>0）正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動；（3）根據平衡狀態的特征分析；II. （4）①等濃度、等體積的鹽酸和氨水混合，恰好反應生成氯化銨，氯化銨是強酸弱堿鹽，銨根離子水解；②若等濃度、等體積的鹽酸和氨水混合，溶液呈酸性，要使pH＝7，則氨水的物質的量大于鹽酸；根據電荷守恒分析離子濃度關系；（5）根據弱電解質部分電離或弱堿陽離子能水解設計方案；

解析：I.（1）2min內生成1mol氨氣，則消耗氫氣1.5mol， = 0.375 mol/(L·min)；（2）根據平衡常數的定義，平衡常數K= ；反應 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+ Q（Q>0）正反應放熱，升高溫度平衡逆向移動,平衡常數減小，所以K1>K2；（3）a．任意時刻速率比都等于系數比，所以3v(N2) = v(H2)不一定平衡，故a錯誤； b．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，氣體物質的量是變量，所以壓強是變量，容器內壓強保持不變一定達到平衡狀態，故b正確；c．根據，氣體密度是恒量， 混合氣體的密度保持不變不一定平衡，故c錯誤；d．25℃時K=4×106，容器中c(NH3)=0.2 mol·L-1， c(H2) =c(N2) =0.01 mol·L-1， ，Q=K，反應一定達到平衡狀態，故d正確。

II. （4）①等濃度、等體積的鹽酸和氨水混合，恰好反應生成氯化銨，氯化銨是強酸弱堿鹽，銨根離子水解 ，所以溶液呈酸性pH<7；②若等濃度、等體積的鹽酸和氨水混合，溶液呈酸性，要使pH＝7，則氨水的物質的量大于鹽酸，所以c>0.2；根據電荷守恒，[Cl-]+[OH-]= [NH4+]+ [H+]，溶液呈中性，[OH-]= [H+]，所以離子濃度關系為[Cl-]= [NH4+]> [H+]= [OH-]；（5）測量 0.1mol/L 氨水的 pH，pH小于13 ，能證明一水合氨部分電離是弱電解質；