Question

18．如下图的转化关系中，已知A是由短周期元素组成的酸式盐．D、Y、H为气体，X为无色液体，G和K均是常见的强酸．H与Na₂O₂可发生化合反应，生成的盐与Ba²⁺反应可生成不溶于稀G的白色沉淀，一个D分子中含有10个电子．
试回答下列问题：
（1）D的电子式为：；
（2）写出D+H+X→A的化学方程式：NH₃+SO₂+H₂O═NH₄HSO₃；
（3）写出C→H的离子方程式：SO₃^2-+2H⁺═SO₂↑+H₂O；
（4）写出D与K反应生成的正盐的化学式：（NH₄）₂SO₄；
（5）已知1molH（g）完全转化为I（g）时放热98.3kJ，则此反应的热化学方程式为2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6kJ•mol^-1；某条件下，当加入4mol H和2mol Y后，放出314.56kJ的热时，此时H的转化率为80%；
（6）一定温度下，有可逆反应：aD（g）+bY（g）?cE（g）+dX（g）．在2L密闭容器中，充入4mol D和5mol Y，有催化剂存在下，2min后反应达到平衡，测得平衡时容器内的压强比反应前增加了1/18．则前2min内用E表示的平均反应速率为0.5mol•L^-1•min^-1，平衡时D的浓度为1mol•L^-1．

Answer 1

分析 依据无机框图题，关键是找准突破点．X为无色液体，则X应该是水，所以Y是氧气，B是氢氧化钠．H与Na₂O₂可发生化合反应，生成的盐与Ba²⁺反应可生成不溶于稀G的白色沉淀，说明H应该是SO₂．SO₂具有还原性，被过氧化钠氧化生成硫酸钠，硫酸钠和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀．SO₂被氧气氧化生成三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸，即I是三氧化硫，K是硫酸．一个D分子中含有10个电子，所以D可能是氨气，则E是NO，F是NO₂，所以G是硝酸．A是由短周期元素组成的酸式盐，所以A是亚硫酸氢铵，所以B是氢氧化钠，C是亚硫酸钠，依据判断分析回答问题．

解答 解：（1）分析可知D为氨气，电子式为：，
故答案为：；
（2）分析可知，D+H+X→A的反应是氨气和二氧化硫和水反应生成亚硫酸氢铵的反应，化学方程式为：NH₃+SO₂+H₂O═NH₄HSO₃；
故答案为：NH₃+SO₂+H₂O═NH₄HSO₃
（3）C→H是亚硫酸钠和连锁反应是二氧化硫、水和硫酸钠，反应的离子方程式为：SO₃^2-+2H⁺═SO₂↑+H₂O；
故答案为：SO₃^2-+2H⁺═SO₂↑+H₂O；
（4）D与K反应生成的正盐是氨气和硫酸反应生成的硫酸铵，化学式为：（NH₄）₂SO₄；
故答案为：（NH₄）₂SO₄；
（5）1mol H（g）为SO₂ ，完全转化为I（g）为SO₃时放热98.3kJ，2mol二氧化硫全部转化放热196.6KJ；
反应的热化学方程式为：2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6 kJ•mol^-1；
某条件下，当加入4mol H为SO₂ 和2mol Y为O₂后，放出314.56kJ的热时，依据热化学方程式计算消耗二氧化硫的物质的量，设为x：
2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6 kJ•mol^-1　
2mol                          196.6KJ
x                             314.56KJ
x=3.2mol，转化率=$\frac{3.2mol}{4mol}$×100%=80%；
故答案为：2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H=-196.6 kJ•mol^-1；80%；
（6）一定温度下，在2L密闭容器中，充入4mol D和5mol Y，有催化剂存在下，2min后反应达到平衡，测得平衡时容器内的压强比反应前增加了$\frac{1}{18}$．依据化学平衡三段式列式计算：反应为4NH₃+5O₂=4NO+6H₂O，设生成一氧化氮物质的量为X
有可逆反应：4NH₃（g）+5O₂（g）?4NO（g）+6H₂O（g）
起始量（mol）  4       5        0        0
变化量（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
测得平衡时容器内的压强比反应前增加了$\frac{1}{18}$，相同条件下，压强之比等于物质的量之比，4-X+5-$\frac{5}{4}$X+X+$\frac{6}{4}$X=5+4+（5+4）$\frac{1}{18}$X=2mol，
则前2min内用E表示的平均反应速率=$\frac{\frac{2mol}{2L}}{2min}$=0.5mol/L•min；
平衡时D为NH₃的浓度=$\frac{4mol-2mol}{2L}$1mol/L；
故答案为：0.5；1．

点评 本题考查了物质转化关系的分析判断，转化关系和物质性质、反应现象的理解，找到推断的突破口是解题关键，题目难度中等．