Question

X、Y、Z為原子序數由小到大排列的三種短周期元素。已知：X、Y的氣態氫化物分子具有相同的電子數；Y與Z同主族；XY₂是非極性分子，其晶體可用作人工降雨。

請回答：

（1）Z的最高價氧化物對應水化物W是重要的化工原料，W的化學式為_____________；工業制造W的生產過程主要分為三個階段。

①在101 kPa時，3.2 gZ的固體單質完全燃燒可放出?29.7 kJ?的熱量，寫出能夠表示該固體單質燃燒熱的熱化學方程式：________________________________________________；

②在接觸氧化階段，為提高ZY₂的轉化率，從理論上判斷，應選擇的條件是低溫和高壓。從下表給出的不同溫度、壓強下ZY₂平衡轉化率的實驗數據進行分析，結合工業生產的實際，應選擇適合的溫度和壓強是（選填字母）_____________；

A.400—500 ℃  10 MPa               B.400—500 ℃  1 MPa

C.500—600 ℃  10 MPa               D.400—500 ℃  0.1 MPa

③在吸收階段，為盡可能提高ZY₃的吸收效率，工業上選擇的吸收劑是（選填字母）____。

A.水                                    B.0.5 mol/L的硫酸

C.98.3%的硫酸                    D.濃氨水

（2）已知X與XY都是工業上常用的還原劑，

①寫出X單質與W的濃溶液反應的化學方程式_____________________________________；

②500 ℃時，11.2 L（標準狀況）ZY₂在催化劑作用下與XY發生化學反應。若有2×6.02×10²³個電子轉移時，該反應的化學方程式是____________________________________________。

Answer 1

（1）H₂SO₄  ①S(s)+O₂(g)====SO₂（g）;ΔH=-297 kJ/mol

②D  ③C

（2）①C+2H₂SO₄(濃)CO₂↑+2SO₂+2H₂O

②SO₂+2COS+2CO₂

解析：XY₂晶體可用作人工降雨，則XY₂為CO₂，即X為C，Y為O，又Y與Z同主族，則Z為S。（1）中，W為H₂SO₄，②中SO₂轉化為SO₃的條件選擇需依據化學平衡移動原理和工業生產的實際。同溫度下，壓強越高，SO₂轉化率越高，但增大壓強對動力、設備要求高，且在較低壓強下SO₂的轉化率已比較高，故壓強宜選擇為0.1 MPa;同壓下，溫度越低，SO₂的轉化率越高，但溫度低將延長生產周期且降低催化劑的活性，故溫度宜選擇為400—500 ℃，綜合兩方面因素應選D。③中，應用98.3%的硫酸吸收SO₃，可防止形成酸霧降低吸收效率。（2）中第②問，ZY₂為SO₂，XY為CO，0.5 mol SO₂反應電子轉移為2 mol，即1 mol SO₂反應電子轉移為4 mol，又SO₂中S顯+4價，故SO₂為氧化劑，其對應產物為S，該反應為SO₂+2COS+2CO₂。