Question

18．如下圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系中，已知A是由短周期元素組成的酸式鹽．D、Y、H為氣體，X為無色液體，G和K均是常見的強(qiáng)酸．H與Na₂O₂可發(fā)生化合反應(yīng)，生成的鹽與Ba²⁺反應(yīng)可生成不溶于稀G的白色沉淀，一個(gè)D分子中含有10個(gè)電子．
試回答下列問題：
（1）D的電子式為：；
（2）寫出D+H+X→A的化學(xué)方程式：NH₃+SO₂+H₂O═NH₄HSO₃；
（3）寫出C→H的離子方程式：SO₃^2-+2H⁺═SO₂↑+H₂O；
（4）寫出D與K反應(yīng)生成的正鹽的化學(xué)式：（NH₄）₂SO₄；
（5）已知1molH（g）完全轉(zhuǎn)化為I（g）時(shí)放熱98.3kJ，則此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1；某條件下，當(dāng)加入4mol H和2mol Y后，放出314.56kJ的熱時(shí)，此時(shí)H的轉(zhuǎn)化率為80%；
（6）一定溫度下，有可逆反應(yīng)：aD（g）+bY（g）?cE（g）+dX（g）．在2L密閉容器中，充入4mol D和5mol Y，有催化劑存在下，2min后反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)比反應(yīng)前增加了1/18．則前2min內(nèi)用E表示的平均反應(yīng)速率為0.5mol•L^-1•min^-1，平衡時(shí)D的濃度為1mol•L^-1．

Answer 1

分析 依據(jù)無機(jī)框圖題，關(guān)鍵是找準(zhǔn)突破點(diǎn)．X為無色液體，則X應(yīng)該是水，所以Y是氧氣，B是氫氧化鈉．H與Na₂O₂可發(fā)生化合反應(yīng)，生成的鹽與Ba²⁺反應(yīng)可生成不溶于稀G的白色沉淀，說明H應(yīng)該是SO₂．SO₂具有還原性，被過氧化鈉氧化生成硫酸鈉，硫酸鈉和鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀．SO₂被氧氣氧化生成三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸，即I是三氧化硫，K是硫酸．一個(gè)D分子中含有10個(gè)電子，所以D可能是氨氣，則E是NO，F(xiàn)是NO₂，所以G是硝酸．A是由短周期元素組成的酸式鹽，所以A是亞硫酸氫銨，所以B是氫氧化鈉，C是亞硫酸鈉，依據(jù)判斷分析回答問題．

解答 解：（1）分析可知D為氨氣，電子式為：，
故答案為：；
（2）分析可知，D+H+X→A的反應(yīng)是氨氣和二氧化硫和水反應(yīng)生成亞硫酸氫銨的反應(yīng)，化學(xué)方程式為：NH₃+SO₂+H₂O═NH₄HSO₃；
故答案為：NH₃+SO₂+H₂O═NH₄HSO₃
（3）C→H是亞硫酸鈉和連鎖反應(yīng)是二氧化硫、水和硫酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為：SO₃^2-+2H⁺═SO₂↑+H₂O；
故答案為：SO₃^2-+2H⁺═SO₂↑+H₂O；
（4）D與K反應(yīng)生成的正鹽是氨氣和硫酸反應(yīng)生成的硫酸銨，化學(xué)式為：（NH₄）₂SO₄；
故答案為：（NH₄）₂SO₄；
（5）1mol H（g）為SO₂ ，完全轉(zhuǎn)化為I（g）為SO₃時(shí)放熱98.3kJ，2mol二氧化硫全部轉(zhuǎn)化放熱196.6KJ；
反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6 kJ•mol^-1；
某條件下，當(dāng)加入4mol H為SO₂ 和2mol Y為O₂后，放出314.56kJ的熱時(shí)，依據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算消耗二氧化硫的物質(zhì)的量，設(shè)為x：
2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6 kJ•mol^-1　
2mol                          196.6KJ
x                             314.56KJ
x=3.2mol，轉(zhuǎn)化率=$\frac{3.2mol}{4mol}$×100%=80%；
故答案為：2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6 kJ•mol^-1；80%；
（6）一定溫度下，在2L密閉容器中，充入4mol D和5mol Y，有催化劑存在下，2min后反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)比反應(yīng)前增加了$\frac{1}{18}$．依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算：反應(yīng)為4NH₃+5O₂=4NO+6H₂O，設(shè)生成一氧化氮物質(zhì)的量為X
有可逆反應(yīng)：4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）
起始量（mol）  4       5        0        0
變化量（mol）  X      $\frac{5}{4}$X        X       $\frac{6}{4}$X
平衡量（mol） 4-X    5-$\frac{5}{4}$X       X       $\frac{6}{4}$X
測(cè)得平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)比反應(yīng)前增加了$\frac{1}{18}$，相同條件下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，4-X+5-$\frac{5}{4}$X+X+$\frac{6}{4}$X=5+4+（5+4）$\frac{1}{18}$X=2mol，
則前2min內(nèi)用E表示的平均反應(yīng)速率=$\frac{\frac{2mol}{2L}}{2min}$=0.5mol/L•min；
平衡時(shí)D為NH₃的濃度=$\frac{4mol-2mol}{2L}$1mol/L；
故答案為：0.5；1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系的分析判斷，轉(zhuǎn)化關(guān)系和物質(zhì)性質(zhì)、反應(yīng)現(xiàn)象的理解，找到推斷的突破口是解題關(guān)鍵，題目難度中等．