2018学年高中三维专题复习化学通用版讲义：5个解答题之2——反应原理综合题含解析

5个解答题之——反应原理综合题
1．(2017·全国卷Ⅰ)近期发现，H 2S 是继NO 、CO 之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。

回答下列问题：
(1)下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是________(填标号)。

A ．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以
B ．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C ．0.10 mol ·L －1的氢硫酸和亚硫酸的pH 分别为4.5和2.1
D ．氢硫酸的还原性强于亚硫酸
(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为________________、_______________，制得等量H 2所需能量较少的是____________。

(3)H 2S 与CO 2在高温下发生反应：H 2S(g)＋CO 2(g)??COS(g)＋H 2O(g)。

在610 K 时，将0.10 mol CO 2与0.40 mol H 2S 充入2.5 L 的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

①H 2S 的平衡转化率α1＝__________%，反应平衡常数K ＝________。

②在620 K 重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H 2S 的转化率α2______α1，该反应的ΔH______0。

(填“>”“<”或“＝”)
③向反应器中再分别充入下列气体，能使H 2S 转化率增大的是________(填
标号)。

A．H
2S B．CO
2
C．COS D．N
2
解析：(1)根据较强酸制备较弱酸原理，氢硫酸不和NaHCO
3
反应，亚硫酸与
NaHCO
3
反应，说明亚硫酸、碳酸、氢硫酸的酸性依次减弱，A项正确；相同浓度，溶液的导电能力与离子总浓度有关，相同浓度下，氢硫酸溶液导电能力弱，说明氢硫酸的电离能力较弱，即电离出的氢离子数较少，B项正确；相同浓度下，亚硫酸的pH较小，故它的酸性较强，C项正确；酸性强弱与还原性无关，酸性强调酸电离出氢离子的难易，而还原性强调还原剂失电子的难易，D项错误。

(2)系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)都是吸热反应，从热化学方程式可以看出，系统(Ⅱ)制备1
mol H
2需要消耗20 kJ能量，而系统(Ⅰ)制备1 mol H
2
需要消耗286 kJ能量，
故系统(Ⅱ)消耗的能量较少。

(3)①用三段式法计算：该反应是等气体分子数反应，平衡时n(H
2
O)＝0.02×0.50 mol＝0.01 mol。

H 2S(g)＋CO
2
(g)??COS(g)＋H
2
O(g)
起始/mol 0.40 0.10 0 0 转化/mol 0.01 0.01 0.01 0.01
平衡/mol 0.39 0.09 0.01 0.01
α(H2S)＝0.01
0.40
×100%＝2.5%。

对于等气体分子数反应，可直接用物质的量替
代浓度计算平衡常数：K＝c(COS)·c(H
2
O)
c(H
2
S)·c(CO
2
)
＝
0.01×0.01
0.39×0.09
≈2.8×10－3。

②总物质的
量不变，H
2O的物质的量分数增大，说明平衡向右移动，H
2
S的转化率增大。

即升
高温度，平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应。

③平衡之后，再充入H
2
S，
则CO
2的转化率增大，H
2
S的转化率减小，A项错误；充入CO
2
，平衡向右移动，
H 2S的转化率增大，B项正确；充入COS，平衡向左移动，H
2
S的转化率减小，C
项错误；充入N
2
，无论体积是否变化，对于气体分子数相等的反应，平衡不移动，
H
2
S的转化率不变，D项错误。

答案：(1)D
(2)H
2O(l)===H
2
(g)＋
1
2
O
2
(g)ΔH＝286 kJ·mol－1
H 2S(g)===H
2
(g)＋S(s) ΔH＝20 kJ·mol－1
系统(Ⅱ)
(3)①2.5 2.8×10－3②> > ③B
2．(2017·全国卷Ⅲ)砷(As)是第四周期ⅤA族元素，可以形成As
2S
3
、As
2
O
5
、
H 3AsO
3
、H
3
AsO
4
等化合物，有着广泛的用途。

回答下列问题：
(1)画出砷的原子结构示意图________________。

(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As
2
S
3
)制成浆状，通入O
2
氧化，生成
H 3AsO
4
和单质硫。

写出发生反应的化学方程式：
______________________________。

该反应需要在加压下进行，原因是
________________________________________________________________。

(3)已知：
As(s)＋3
2
H
2
(g)＋2O
2
(g)===H
3
AsO
4
(s) ΔH
1
H 2(g)＋
1
2
O
2
(g)===H
2
O(l) ΔH
2
2As(s)＋5
2
O
2
(g)===As
2
O
5
(s) ΔH
3
则反应As
2O
5
(s)＋3H
2
O(l)===2H
3
AsO
4
(s)的ΔH＝________。

(4)298 K时，将20 mL 3x mol·L－1Na
3AsO
3
、20 mL 3x mol·L－1I
2
和20 mL NaOH
溶液混合，发生反应：AsO3－
3(aq)＋I
2
(aq)＋2OH－(aq)??AsO3－
4
(aq)＋2I－(aq)＋
H 2O(l)。

溶液中c(AsO3－
4
)与反应时间(t)的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。

a．溶液的pH不再变化
b．v(I－)＝2v(AsO3－
3
)
c．c(AsO3－
4
)/c(AsO3－
3
)不再变化
d．c(I－)＝y mol·L－1
②t
m
时，v
正
________v
逆
(填“大于”“小于”或“等于”)。