Question

4．（1）有以下各组微粒或物质：
A．正丁烷和异丁烷B．金刚石、石墨和C₆₀C．冰和干冰D．³⁵Cl和³⁷ClE．NO和NO₂；其中，互为同分异构体的有A（填编号，以下同）；互为同素异形体的有B．
（2）现有：①干冰②金刚石③NH₄Cl④Na₂S四种物质，按下列要求回答（填序号）：熔化时不需要破坏化学键的是①；既存在离子键又存在共价键的是③．
（3）向一个容积为2L的密闭容器中充入7mol SO₂和4mol O₂，在一定温度和压强下，发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），经4s后达到平衡状态，测得SO₂的物质的量是3mol，则达到平衡状态时O₂的转化率为50%；平衡时SO₃的物质的量浓度1mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）同分异构体是指分子式相同，但结构不同的有机化合物，而同素异形体是指由同种元素组成的不同单质；
（2）分子晶体熔化不需要破坏化学键，原子晶体熔化时需要破坏共价键，离子晶体熔化时需要破坏离子键；共价键为非金属原子之间形成的化学键，离子键为阴阳离子之间形成的化学键，根据物质的组成进行判断；
（3）根据反应中变化的物质的量之比等于化学计量数之比，求出反应的氧气的物质的量，然后根据转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%来解答；根据方程式，计算出SO₃的物质的量，再利用c=$\frac{n}{V}$计算SO₃的物质的量浓度．

解答 解：（1）A、正丁烷和异丁烷的分子式都是C₄H₁₀，但结构不同，则互为同分异构体；
B、金刚石、石墨和C₆₀都是由碳元素组成的，但属于不同的单质，则互为同素异形体；
C、冰和干冰的成分分别是水、二氧化碳，是两种不同的物质；
D、³⁵Cl和³⁷Cl是质子数相同，中子数不同的原子，则为同种元素的不同核素，互为同位素；
E、NO和NO₂是两种不同的物质；
故答案为：A；B；
（2）分子晶体熔化不需要破坏化学键，所以熔化时不需要破坏化学键的是①干冰；
②金刚石③NH₄Cl④Na₂S分别属于原子晶体、离子晶体、离子晶体，熔化时需要破坏共价键、离子键、离子键；
①干冰中碳氧之间形成共价键；
②金刚石中碳碳之间形成共价键；
③NH₄Cl中氯离子和铵根离子之间存在离子键，铵根离子中氮原子和氢原子之间存在共价键；
④Na₂S中钠离子与硫离子之间形成离子键，
故答案为：①；③；
（3）向一个容积为2L的密闭容器中充入7mol SO₂和4mol O₂，在一定温度和压强下，发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），经4s后达到平衡状态，测得SO₂的物质的量是3mol，则反应的SO₂的物质的量是4mol，反应中变化的物质的量之比等于化学计量数之比，所以消耗的氧气的物质的量为2mol，平衡状态时O₂的转化率为$\frac{2mol}{4mol}$×100%=50%；
参加反应的SO₂的物质的量为7mol-3mol=4mol，根据方程式2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）可知，生成的SO₃的物质的量等于参加反应的SO₂的物质的量，平衡时SO₃的物质的量浓度为c（SO₃）=$\frac{4mol}{4L}$=1mol/L；
故答案为：50%；1．

点评 本题是一道拼凑题，涉及知识点多，如化学键的类型以及变化时的化学键的变化，同素异形体、同分异构体、化学反应速率以及平衡的有关计算，难度不大．