Question

甲、乙、丙、丁、X是由短周期元素组成的纯净物，其中X为单质。上述物质转化关    系如下图所示（某些产物略去）。

请回答下列问题：

（1）若丁是一元强酸，甲→丁是工业生产丁的主要途径。

①写出反应I的化学方程式：                           。

②常温下，1 mol丙发生反应III放出46kJ热量，该反应的热化学方程式为：                   。

③在常温下，向V₁L pH= 11的甲溶液中加入V₂L pH=3的盐酸，若反应后溶液的pH<7，则V₁和V₂的关系为V₁               V₂（选填“＞”、“＜”或“＝”），所得溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序可能是：                                   （写一种即可）。

（2）若丁是二元弱酸，丙是温室气体。

在容积为2L的容积固定的密闭容器中，将乙(g)和H₂O(g)按下表用量分别进行反应：乙(g)+H₂O(g) 丙(g) + H₂(g)，得到如下数据：

①该反应的正反应为         （填“吸热”或“放热”）反应。

②900℃时，上述反应按如下起始量分别加入该容器：

则此时反应的v（正）         v（逆）（填“＞”、“＜”或“＝”）。

③实验3跟实验2相比，改变的条件可能是                           。

 

Answer 1

【答案】

（15分）（1）①4NH₃+5O₂4NO+6H₂O（3分）

②3NO₂(g)+H₂O(l)==2HNO₃(aq)+NO(g)   △H=—138kJmol^—1（3分）

③<（1分）   c(Cl^—)>c(NH₄⁺)>c(H⁺)>c(OH^—)或c(Cl^—)>c(H⁺)>c(NH₄⁺)>c(OH^—)（2分）

（2）①放热（2分）  ②<（2分）  ③使用了催化剂（2分）

【解析】

试题分析：（1）①由已知信息可知，甲、乙、丙、丁、X分别是NH₃、NO、NO₂、HNO₃、O₂，则I的反应式为4NH₃+5O₂4NO+6H₂O；②由题意可知，NO₂(g)+1/3H₂O(l)=2/3HNO₃(aq)+1/3NO(g)   △H=—46kJ/mol，或3NO₂(g)+H₂O(l)==2HNO₃(aq)+NO(g)   △H=—138kJmol^—1；③若V₁=V₂，则c(NH₃•H₂O)>c(HCl)，由c•V可知碱过量，则混合溶液呈碱性，故V₁<V₂，混合溶液才可能显酸性；若盐酸过量程度较小，则酸性混合溶液中c(Cl^—)>c(NH₄⁺)>c(H⁺)>c(OH^—)，若盐酸过量程度较大，则c(Cl^—)>c(H⁺)>c(NH₄⁺)>c(OH^—)；（2）①由已知信息可知，甲、乙、丙、丁、X分别是C或CH₄、CO、CO₂、H₂CO₃、O₂，则

                          CO(g)  +  H₂O(g) CO₂(g)  +  H₂(g)

各组分的起始浓度/mol•L^—1   2         1         0          0

各组分的变化浓度/mol•L^—1  0.8        0.8       0.8         0.8

各组分的平衡浓度/mol•L^—1  1.2        0.2       0.8         0.8

650℃时，K===8/3

                          CO(g)  +  H₂O(g) CO₂(g)  +  H₂(g)

各组分的起始浓度/mol•L^—1   1         0.5       0          0

各组分的变化浓度/mol•L^—1  0.2        0.2       0.2         0.2

各组分的平衡浓度/mol•L^—1  0.8        0.3       0.2         0.2

900℃时，K===1/6

650℃→900℃时，K减小，则升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应；

②900℃时，Q===3/5>1/6，说明该反应应向逆反应方向移动，才能达到该温度下的化学平衡，故v(逆)>v(正)；实验2和3的平衡没有移动，但反应速率加快，说明2→3可能使用了催化剂。

考点：考查硝酸的工业制法、氨的催化氧化、热化学方程式、溶液的酸碱性、电解质溶液中离子浓度大小关系、化学平衡常数、温度对化学平衡的影响、化学反应进行的方向、影响化学反应速率和化学平衡的因素等相关知识。