Question

某短周期主族元素的原子最外层电子数为次外层的2倍，其单质甲可发生如下反应：
甲+乙丙+丁+水．
（1）若丙为NO₂．
①甲与乙反应的化学方程式为______．
②NO₂可作火箭重要燃料-肼（N₂H₄）的助燃剂．已知：
N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ?mol^-1，
2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7kJ?mol^-1．
写出燃料-肼（N₂H₄）燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式：______．
（2）若丙为SO₂．
①把乙滴入硫酸铜晶体，观察到的现象是______．
②SO₂能使酸性KMnO₄溶液紫红色褪去，完成下列离子方程式：
MnO₄^-+SO₂+______=Mn²⁺+SO₄^2-+H⁺
③SO₂在一定条件下，发生：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0反应．
该反应的化学平衡常数K=______（填表达式）；反应达平衡时，若改变其中一个条件x，则符合图中曲线的是______（填序号）．
a．x表示温度，y表示SO₂的物质的量
b．x表示压强，y表示SO₂的转化率
c．x表示SO₂的物质的量，y表示O₂的物质的量
d．x表示SO₃的物质的量，y表示化学平衡常数K．

Answer 1

解：短周期主族元素的原子最外层电子数为次外层的2倍，该原子有2个电子层，最外层电子数为4，为C元素，其单质甲为C单质，可以发生：甲+乙丙+丁+水，故乙含有H元素、O元素；
（1）若丙为NO₂，由转化关系可知，乙为HNO₃，丁为CO₂；
①碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮、水，反应方程式为：C+4HNO₃（浓）CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
故答案为：C+4HNO₃（浓）CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
②已知：Ⅰ、N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ?mol^-1，
Ⅱ、2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7kJ?mol^-1．
根据盖斯定律，Ⅰ+Ⅱ得2N₂H₄（g）+2O₂（g）=2N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1068kJ?mol^-1；
即N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ?mol^-1；
故答案为：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ?mol^-1；
（2）若丙为SO₂，由转化关系可知，乙为H₂SO₄，丁为CO₂；
①把硫酸滴入硫酸铜晶体中，浓硫酸具有吸水性，蓝色晶体变白色；
故答案为：蓝色晶体变白色；
②反应中MnO₄^-→Mn²⁺，Mn元素化合价由+7降低为+2，总共降低5价，SO₂→SO₄^2-，S元素化合价由+4升高为+6，总共升高2价，化合价升降最小公倍数为10，故MnO₄^-系数为2，故SO₂系数为5，根据元素守恒故Mn²⁺系数为2，故SO₄^2-系数为5，由电荷守恒故H⁺系数为4，根据元素守恒可知缺项为H₂O，故H₂O系数为2，配平后为：②2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
故答案为：2、5、2H₂O、2、5、4；
③平衡常数指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，故可逆反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的平衡常数K=；
由图象可知，随x的增大y值降低，
a．该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应反应，SO₂的物质的量增大，图象与实际不相符，故a错误；
b．反应为气体物质的量减小的反应，增大压强平衡向正反应移动，SO₂的转化率增大，图象与实际不相符，故b错误；
c．增大SO₂的物质的量，平衡向正反应移动，O₂的物质的量减小，图象与实际相符合，故c正确；
d．化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，温度不变，平衡常数不变，图象与实际不相符，故d错误；
故答案为：；c．
分析：短周期主族元素的原子最外层电子数为次外层的2倍，该原子有2个电子层，最外层电子数为4，为C元素，其单质甲为C单质，可以发生：甲+乙丙+丁+水，故乙含有H元素、O元素；
（1）若丙为NO₂，由转化关系可知，乙为HNO₃，丁为CO₂；
①碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮、水；
②根据盖斯定律构造目标方程式；
（2）若丙为SO₂，由转化关系可知，乙为H₂SO₄，丁为CO₂；
①浓硫酸具有吸水性；
②根据化合价升降相等，利用最小公倍数配平，根据元素守恒判断缺项物质；
③平衡常数指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；
由图象可知，随x的增大y值降低，结合选项判断平衡移动进行解答：
a．该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应反应，SO₂的物质的量增大；
b．反应为气体物质的量减小的反应，增大压强平衡向正反应移动，SO₂的转化率增大；
c．增大SO₂的物质的量，平衡向正反应移动，O₂的物质的量减小；
d．化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，温度不变，平衡常数不变．
点评：本题以物质转化关系的形式考查N、S等元素单质及其化合物之间的相互转化关系、热化学方程式等化学用语的书写、氧化还原反应配平、平衡常数与平衡移动等，难度不大，注意基础知识的掌握．