Question

X、Y、Z三种短周期元素，其中X元素的原子序数大于Y，且X、Y的氧化物都是形成酸雨的主要物质。Z是地壳中含量最高的金属元素；而地壳中含量最高的非金属元素与X同主族、与Y同周期。

（1）实验室用H₂XO₄制取XO₂气体的化学反应方程式为                   。（请用具体元素符号表示化学式，下同）

（2）t℃时，0.1 mol·L^-1的NaHXO₃溶液pH=6，该溶液中各离子浓度由大到小顺序排列为           。

（3）请写出Z的氧化物与烧碱溶液反应的离子方程式                           。

（4）一定条件下，YO与YO₂存在下列反应：YO(g)+ YO₂(g) Y₂O₃(g)，其平衡常数表达式为K=        。

（5）工业上用氧化YH₃法制取YO，该反应的热化学方程式为：

4YH₃(g)+5O₂(g)=4YO(g)+6H₂O(g)   △H=-905.8 kJ·mol^-1；

已知Y₂(g)+O₂(g)=2YO(g)   △H=+180 kJ·mol^-1，则YH₃与氧气反应产生两种无污染物质的热化学式为                     。

（6）一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。

①导线中电子移动方向为________。(用A、D表示)

②生成目标产物的电极反应式为__________________。

③该储氢装置的电流效率η＝____________________。

(η＝×100%，计算结果保留小数点后1位)

Answer

（共16分）（2）①1分 （3）①1分，其余每空2分

（1）Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+SO2↑+H2O 〔或2H2SO4（浓）+ CuCuSO4 + SO2↑+ 2H2O或2H2SO4（浓）+ S 3SO2↑+ 2H2O等合理答案〕 （2）c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(H+)＞c(SO32-)＞c(OH-)

（3）Al2O3+2OH－+ 3H2O =2[Al(OH)4]－ （4）

（5）4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=－1265.8kJ·mol-1

（6）①A→D（2分） ②C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12 （2分） ③64.3%（2分）

【解析】

试题分析：X、Y、Z三种短周期元素，其中X元素的原子序数大于Y，且X、Y的氧化物都是形成酸雨的主要物质，地壳中含量最高的非金属元素为氧元素，与X同主族、与Y同周期，则X为S元素、Y为N元素，Z是地壳中含量最高的金属元素，则Z为Al。

（1）实验室利用亚硫酸钠与硫酸反应或利用Cu与浓硫酸反应等制备二氧化硫，反应方程式为Na2SO3+H2SO4＝Na2SO4+SO2↑+H2O或2H2SO4（浓）+ CuCuSO4 + SO2↑+ 2H2O；

（2）0.1mol/L的NaHSO3溶液pH=6，说明HSO3-的电离程度大于其水解程度，故c(Na+)＞c(HSO3-)，而溶液中水也电离得到H+，故c（H+）＞c（SO32-），溶液中氢氧根离子浓度远小于SO32-，故溶液中c（c(Na+)＞c(HSO3-)＞c(H+)＞c(SO32-)＞c(OH-)；

（3）氧化铝与氢氧化钠反应反应得到偏铝酸钠与水，反应离子方程式为Al2O3+2OH－+ 3H2O＝2[Al(OH)4]－；

（4）反应NO（g）+NO2（g）N2O3（g）的平衡常数k=；

（5）已知：①4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.8kJ•mol-1；②N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180kJ•mol-1，根据盖斯定律，①－②×2得：4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）△H=-1265.8kJ•mol-1；

（5）①根据图示可知，苯生成环己烷是还原反应，所以D是阴极，则A是负极，所以电子的流向是A→D；

②苯得到电子生成环己烷是目标产物，发生还原反应，电极反应式为C6H6＋6H＋＋6e－＝C6H12。

③阳极生成的2.8mol气体应是氧气，转移电子的物质的量是2.8mol×4=11.2mol。设阴极消耗苯的物质的量是xmol，转移6xmol电子，生成xmol环己烷，根据得失电子守恒可知，阴极还产生氢气，物质的量是（11.2－6x）/2mol，10mol的混合气中苯的物质的量是10mol×24%=2.4mol，后来得到含苯10%的混合气，则剩余苯的物质的量是(2.4－x)mol。由于电解池中的高分子电解质膜只允许氢离子通过，所以左侧得到的含苯的物质的量分数是10%的混合气的物质的量是[10+（11.2-6x）/2]mol，因此(2.4－x)/ [10+（11.2－6x）/2]＝10%，解得x=1.2，电流效率η＝×100%=64.3%。

考点：考查结构性质位置关系应用，涉及元素推断、离子浓度大小比较、平衡常数、热化学方程式书写以及电化学原理的应用等