Question

3．1100℃时，在恒容密闭容器中，发生可逆反应：Na₂SO₄（s）+4H₂（g）?Na₂S（s）+4H₂O（g）
并达到平衡，请完成下列各题：
（1）上述反应中涉及的元素原子的半径从大到小的顺序为Na＞S＞O＞H．非金属性最强的元素原子的最外层排布式2s²2p⁴，其电子的自旋方向共有2种．比较两种同主族非金属元素形成的单质的氧化性（用化学方程式表示）2H₂S+O₂=2S↓+2H₂O．
（2）能判断反应达到平衡状态的依据是（填序号）BC．
A．混合气体的压强不变                      B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变          D．各气体的浓度相等
（3）平衡后，向容器中充入1molH₂，重新达到平衡，与原平衡相比，H₂的转化率不变；体积百分含量不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）降低温度，上述可逆反应的平衡常数K值减小，则正反应为吸热（填“吸热”或“放热”）反应，反应物的键能总和大于（填“大于”“小于”或“等于”））生成物的键能总和．

Answer 1

分析 （1）所有元素中H原子半径最小，同周期自左而右原子半径减小、同主族自上而下原子半径增大；
非金属性最强的元素为O元素，原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，根据泡利原理与洪特规则画出原子的轨道表示式，电子的自旋方向共有2种；
同主族非金属元素形成的单质为氧气、硫，可以利用单质之间置换反应比较单质的氧化性强弱；
（2）A．混合气体的压强始终不变；
B．混合气体的总质量随反应进行发生变化，容器容积不变，混合气体的密度不变可以说明到达平衡；
C．混合气体的总物质的量不变，总质量分数变化，故混合气体的平均相对分子质量不变，可以说明到达平衡；
D．平衡时气体的浓度与反应物转化率有关；
（3）平衡后，向容器中充入1molH₂，等效为再原平衡的基础上增大压强，平衡不移动；
（4）降低温度，上述可逆反应的平衡常数K值减小，说明正反应是吸热反应．

解答 解：（1）所有元素中H原子半径最小，同周期自左而右原子半径减小、同主族自上而下原子半径增大，故原子半径：Na＞S＞O＞H；
非金属性最强的元素为O元素，原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，最外层电子排布为2s²2p⁴，电子的自旋方向共有2种；
同主族非金属元素形成的单质为氧气、硫，利用单质之间置换反应比较单质的氧化性强弱，反应方程式为：2H₂S+O₂=2S↓+2H₂O，
故答案为：Na＞S＞O＞H；2s²2p⁴；2；2H₂S+O₂=2S↓+2H₂O；
（2）A．反应前后气体的物质的量不变，混合气体的压强始终不变，故A错误；
B．混合气体的总质量随反应进行发生变化，容器容积不变，混合气体的密度不变可以说明到达平衡，故B正确；
C．混合气体的总物质的量不变，总质量分数变化，故混合气体的平均相对分子质量不变，可以说明到达平衡，故C正确；
D．平衡时气体的浓度与反应物转化率有关，平衡时的浓度不一定相等，故D错误，
故选：BC；
（3）平衡后，向容器中充入1molH₂，等效为再原平衡的基础上增大压强，平衡不移动，与原平衡相比，H₂的转化率不变，体积百分含量不变，
故答案为：不变；不变；
（4）降低温度，上述可逆反应的平衡常数K值减小，说明正反应是吸热反应，反应物的键能总和大于生成物的键能总和
故答案为：吸热；大于．

点评 本题考查元素周期律、平衡常数、化学平衡状态判断、化学平衡计算与影响因素等知识点，侧重考查学生分析解决问题的能力，难度中等．