Question

【題目】[2017·新課標(biāo)Ⅲ]砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有著廣泛的用途�；卮鹣铝袉栴}：

（1）畫出砷的原子結(jié)構(gòu)示意圖____________。

（2）工業(yè)上常將含砷廢渣（主要成分為As2S3）制成漿狀，通入O2氧化，生成H3AsO4和單質(zhì)硫。寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________。該反應(yīng)需要在加壓下進(jìn)行，原因是________________________。

（3）已知：As(s)+ H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1

H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH2

2As(s)+ O2(g)=As2O5(s) ΔH3

則反應(yīng)As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_________。

（4）298 K時(shí)，將20 mL 3x mol·L1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L1 I2和20 mL NaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)： (aq)+I2(aq)+2OH(aq) (aq)+2I(aq)+ H2O(l)。溶液中c()與反應(yīng)時(shí)間（t）的關(guān)系如圖所示。

①下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是__________（填標(biāo)號(hào)）。

a．溶液的pH不再變化

b．v(I)=2v()

c．c()/c()不再變化

d．c(I)=y mol·L1

②tm時(shí)，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。

③tm時(shí)v逆_____ tn時(shí)v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。

④若平衡時(shí)溶液的pH=14，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為___________。

Answer 1

【答案】（1）

（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S

增加反應(yīng)物O2的濃度，提高As2S3的轉(zhuǎn)化速率

（3）2△H13△H2△H3

（4）①ac ②大于 ③小于 tm時(shí)生成物濃度較低

④

【解析】（1）砷是33號(hào)元素，原子核外K、L、M電子層均已經(jīng)排滿，故其原子結(jié)構(gòu)示意圖為。

（2）根據(jù)提給信息可以得到As2S3+O2→H3AsO4+S，As2S3總共升高10價(jià)，根據(jù)得失電子守恒配平得2As2S3+5O2→4H3AsO4+6S，再考慮質(zhì)量守恒，反應(yīng)前少12個(gè)H和6個(gè)O，所以反應(yīng)原理為2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S。該反應(yīng)加壓時(shí)，能增加反應(yīng)物O2的濃度，能夠有效提高As2S3的轉(zhuǎn)化速率。

（3）根據(jù)蓋斯定律，熱化學(xué)反應(yīng)As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)可以由反應(yīng)①×2－反應(yīng)②×3－反應(yīng)③轉(zhuǎn)化得到，則2△H13△H2△H3。

（4）①a．溶液pH不變時(shí)，則c(OH)也保持不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；b．根據(jù)速率關(guān)系，v（I）/2=v()，則v(I)=2v()始終成立，v(I)=2v()時(shí)反應(yīng)不一定處于平衡狀態(tài)；c．由于提供的Na3AsO3總量一定，所以c()/c()不再變化時(shí)，c()與c()也保持不變，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；d．平衡時(shí)c(I)=2c()=2×y mol·L1=2y mol·L1時(shí)，即c(I)=y mol·L1時(shí)反應(yīng)不是平衡狀態(tài)。②反應(yīng)從正反應(yīng)開始進(jìn)行，tm時(shí)反應(yīng)繼續(xù)正向進(jìn)行，v正>v逆。③tm時(shí)比tn時(shí)濃度小，所以逆反應(yīng)速率：tm<tn。④反應(yīng)前，三種溶液混合后，Na3AsO3濃度為3x mol·L1×20/(20+20+20)= x mol·L1，同理I2濃度為x mol·L1，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成c（）為y mol·L1，則反應(yīng)生I濃度c(I)=2y mol·L1，消耗、I2濃度均為y mol·L1，平衡時(shí)c()為 (xy) mol·L1，c（I2）為（xy）mol·L1，溶液中c(OH)=1 mol·L1，K=（mol·L－1）－1。