Question

20．I．已知甲和乙在溶液中的转化关系如图所示：甲$\stackrel{OH-}{→}$乙$\stackrel{H+}{→}$甲
  请回答下列问题：
（1）若甲是10电子的单核微粒，乙是两性氢氧化物，则微粒甲的原子结构示意图为
（2）若甲是10电子的阳离子，乙是碱性气体．lmol乙通人足量强酸溶液中与H⁺反应，反应过程中能量变化如  
  图1，该反应的热化学方程式是NH₃（g）+H⁺（aq）═NH₄⁺（aq）△H=-（b-c）kJ•mol^-1
（3）若甲仅含有N0₃^-、SO₄^2-和X三种离子（不考虑水电离的 
  H⁺、OH^-），则X离子可能是D（填序号）．   
  A．Fe²⁺    B．HC0₃^-  C．Ba²⁺    D．Fe³⁺
（4）若甲是CO₂，乙中HCO₃^-和CO₃^2-的物质的量浓度相等，此时溶液的pH=a，则HCO₃^-的电离平衡常数Ka10^-a
Ⅱ．在恒容密闭容器中通入X并发生反应：温度下X的物质的量浓度c（X）随时间t变化的曲线如图2所示．
（5）温度＞（填“＞”、“＜”或“=”）．
（6）M点的正反应速率＞N点的逆反应速率 （填“＞”、“＜”或“=”）．
（7）该反应进行到M点放出的热量与进行到W点放出的热量相比：更少（填“更多”、“更少”或“相同”

Answer 1

分析 （1）乙是两性氢氧化物，应为Al（OH）₃，则10电子的单核微粒甲为Al³⁺；
（2）乙是碱性气体，应为NH₃，则甲为NH₄⁺；
（3）根据溶液整体呈电中性及考虑离子共存，应为Fe³⁺；
（4）根据电离平衡常数k=$\frac{c（{H}^{+}）c（C{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$计算；
（5）由图可知，温度为T₁先到达平衡，所以T₁＞T₂，
（6）温度越高，平衡时X的物质的量浓度越大，说明升高温度平衡向逆反应移动；
（7）升高温度平衡向吸热反应移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，根据图象判断参加反应的X的量的多少，反应的X越多，放热越多．

解答 解：（1）乙是两性氢氧化物，应为Al（OH）₃，则10电子的单核微粒甲为Al³⁺，原子结构示意图为，故答案为：；
（2）乙是碱性气体，应为NH₃，则甲为NH₄⁺，根据图中信息分析，反应为吸热反应，反应的热化学方程式是NH₃（g）+H⁺（aq）═NH₄⁺（aq）△H=-（b-c）kJ•mol^-1，
故答案为：NH₃（g）+H⁺（aq）═NH₄⁺（aq）△H=-（b-c）kJ•mol^-1；
（3）Fe²⁺在酸性条件下与NO₃^-发生氧化还原反应被氧化，Ba²⁺与SO₄^2-反应生成沉淀而不能共存，溶液不可能只含有阴离子，则只能含有Fe³⁺，故答案为：D；
（4）pH=10，则c（H⁺）=10^-amol/L，HCO₃^-和CO₃^2-的物质的量浓度相等，则HCO₃^-的电离平衡常数K_a=$\frac{c（{H}^{+}）c（C{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$=10^-a，故答案为：10^-a；
（5）由图可知，先拐先平，温度高，温度为T₁先到达平衡，所以T₁＞T₂，故答案为：＞；
（6）温度越高反应速率越大，已知T₁＞T₂，则N点的逆反应速率V_逆小于M点的正反应速率V_正，故答案为：＞；
（7）进行到M点X的转化率较低，由于正向是放热反应，所以反应进行到M点放出的热量少，故答案为：更少．

点评 本题考查较为综合，在无机物的推断的基础上考查物质的结构、热化学方程式、化学平衡以及弱电解质的电离等问题，题目难度中等．