Question

【題目】氧、硫位于元素周期表的 VIA 族，其化合物在化工生產中有廣泛應用。

（1）CuSO4可由 Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O 反應制得，該反應應要控制在 40—50℃，原因是________________________________________________。

（2）蛋白質中也含有硫元素，為了測定硫元素質量分數，取蛋白質樣品充分燃燒，先用足量碘水吸收二氧化硫，再取吸收液，以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉溶液滴定過量的碘。已知：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-

① 滴定終點的現象為：________________________________________。

② 取蛋白質樣品 mg 進行測定，采用 C1mol/L 的碘水 V1mL 進行吸收，滴定過量的碘時消耗 C2mol/L 硫代硫酸鈉溶液 V2mL。該蛋白質中的硫元素的質量分數為______________。

③ 若燃燒時過量氧氣進入吸收液中，可能會導致該蛋白質中的硫元素的質量分數測定值___(填“偏大”或“偏小”或“無影響”)。

（3）苯硫酚（C6H5SH）是一種用途廣泛的有機合成中間體。工業上用常用氯苯(C6H5Cl)和硫化氫(H2S)為主要原料制備苯硫酚，但會有副產物苯( C6H6)生成。

I：C6H5Cl(g)+H2S(g) C6H5SH(g)+HCl(g) △H1=-16.8kJ/mol

II：C6H5Cl(g)+H2S(g)===C6H6(g)+ HCl(g)+1/8S8(g) △H2

反應 II 的焓變不易測量，現查表得如下數據：

III: C6H5SH(g)=== C6H6(g)+1/8 S8(g) △H3=-29.0kJ/mol

④ △H2= __________________________

現將一定量的氯苯和硫化氫置于一固定容積的容器中模擬工業生產過程，在不同溫度下均反應20分鐘測定生成物的濃度，得到圖二。

⑤ 上述反應 I、II 的能量變化如圖一所示，則在相同條件下，反應速度 v（I）___ v（ II）（填寫“>”，“<”，“=”）。

⑥ 圖二可知，790℃時所測生成物苯硫酚濃度減小，原因為_________

A．溫度升高，平衡逆向移動 B．反應Ⅱ溫度升高反應速率加快

⑦ 590℃時，2mol 氯苯和 5mol 硫化氫混合氣體在 VL 的固定容積中進行反應 I 和II，達到平衡時，測得容器中苯硫酚的物質的量為 1mol，苯的物質的量為0.5mol，則該溫度下反應 I 的平衡常數為_______。（保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】 溫度較低，反應速率慢，溫度太高，雙氧水分解，損耗大 滴加最后一滴溶液，藍色恰好褪去，且半分鐘不變色 偏小 △H2 =45.8 kJ/mol > AB 0.86

【解析】（1）CuSO4可由 Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O 反應制得，該反應應要控制在 40—50℃，原因是：溫度較低，反應速率慢，溫度太高，雙氧水分解，損耗大。（2）蛋白質樣品充分燃燒，先用足量碘水吸收二氧化硫，發生反應：I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI，再取吸收液，以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉溶液滴定過量的碘。發生反應：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-① 滴定終點的現象為：滴加最后一滴溶液，藍色恰好褪去，且半分鐘不變色。② 結合反應定量關系計算I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI，2S2O32－+I2═S4O62－+2I－，取蛋白質樣品mg進行測定，采用C1mol·L－1的碘水V1 mL進行吸收，滴定過量的碘時消耗C2 mol·L－1硫代硫酸鈉溶液V2 mL．與二氧化硫反應的碘單質物質的量n（I2）=n（SO2）=C1V1×10-3mol-C2V2×10-3×1/2mol·L－1，該蛋白質中的硫元素的質量分數=32g·mol－1×(C1V1×10-3-1/2 ×C2V2×10-3)mol/mg×100%=3.2(C1V1－0.5C2V2)/m %；③若燃燒時過量氧氣進入吸收液中，氧氣也可能氧化二氧化硫，剩余碘的量增大，可能會導致該蛋白質中的硫元素的質量分數測定值偏小。（3）I：C6H5Cl(g)+H2S(g)= C6H5SH(g)+HCl(g) △H1=-16.8kJ/mol、II：C6H5Cl(g)+H2S(g)===C6H6(g)+ HCl(g)+1/8S8(g) △H2，反應 II 的焓變不易測量，現查表得如下數據：III: C6H5SH(g)=== C6H6(g)+1/8 S8(g) △H3=-29.0kJ/mol，④結合蓋斯定律計算Ⅰ+Ⅲ得到△H2=-45.8KJ·mol－1；⑤活化能Ⅱ＞I，活化能越高，單位體積內活化分子數目越小，反應速率應越慢，故反應速率v（Ⅰ）＞v（Ⅱ）。⑥ 圖二可知，790℃時所測生成物苯硫酚濃度減小，反應達到平衡狀態后升溫平衡逆向進行，生成物苯硫酚濃度減小，溫度升高反應速率增大，故選AB；⑦590℃時，2mol氯苯和5mol硫化氫混合氣體在VL的固定容積中進行反應Ⅰ和Ⅱ，I：C6H5Cl(g)+H2S(g)= C6H5SH(g)+HCl(g) △H1=-16.8kJ/mol

反應量：1 1 1 1

II：C6H5Cl(g)+H2S(g)===C6H6(g)+ HCl(g)+1/8S8(g) △H2

反應量：0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

容器中C6H5Cl（g）剩余2mol－1.5mol=0.5mol，H2S（g）剩余5mol－1.5mol=3.5mol，HCl為1.5mol，反應Ⅰ的平衡常數K=生成物平衡濃度冪次方乘積/反應物平衡濃度冪次方乘積，反應前后氣體物質的量相同，可以直接用物質的量計算，該溫度下反應Ⅰ的平衡常數為K=(1.5×1)/(0.5×3.5)=0.86。