Question

A、B、C、D是短周期元素组成的非金属单质，其中B、C、D在常温常压下是气体．其转化关系如图1（有关反应的条件及生成的H₂O已略去）．E是形成酸雨的污染物之一，F是常见的四原子10电子分子，化合物L具有漂白性，可由Cl₂与NaOH溶液反应而制得．化合物J是由两种元素组成的18电子分子，分子中原子个数比为1：2，其相对分子质量为32，常温下为液体．请按要求填空：
（1）写出F的电子式

 

．
（2）写出Cl₂与NaOH溶液反应的化学方程式

 

．
（3）取16g J在B中完全燃烧生成C，恢复至101kPa、25℃，放出312kJ热量．则J和B反应的热化学方程式为：

 

．
（4）写出将E通入L的碱性溶液中的离子方程式

 

．
（5）J-空气燃料电池是一种环境友好的碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30% KOH溶液．该燃料电池的负极反应式为

 

．
（6）对于反应2E+B?2G
①某温度下，E的平衡转化率（α）与体系总压强（P）的关系如图2所示．平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A）

 

K （B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②将一定量的E（g）和B（g）放入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，c（G）的变化如下图所示．若在第5分钟将容器的体积缩小一半后，在第8分钟达到新的平衡（此时G的浓度为0.25mol/L）．请在图3中画出此变化过程中G浓度的变化曲线．

Answer 1

考点：无机物的推断,位置结构性质的相互关系应用,化学电源新型电池,转化率随温度、压强的变化曲线

专题：推断题,化学平衡专题

分析：A、B、C、D都是短周期非金属单质，其中B、C、D在常温常压下是气体，化合物E是形成酸雨的污染物之一，则E为SO₂；由反应①可推知A为S，B为O₂；化合物L具有漂白性，可由Cl₂与NaOH溶液反应而制得，则L为NaClO；F是常见的四原子10电子分子，F应为NH₃；氨气与NaClO反应生成J，J由两种元素组成的18电子分子，分子中原子个数比为1：2，其相对分子质量为32，常温下为液体，则J为N₂H₄；J与氧气反应生成C，C为氮气，由反应②可知D为H₂，据此解答．

解答： 解：A、B、C、D都是短周期非金属单质，其中B、C、D在常温常压下是气体，化合物E是形成酸雨的污染物之一，则E为SO₂；由反应①可推知A为S，B为O₂；化合物L具有漂白性，可由Cl₂与NaOH溶液反应而制得，则L为NaClO；F是常见的四原子10电子分子，F应为NH₃；氨气与NaClO反应生成J，J由两种元素组成的18电子分子，分子中原子个数比为1：2，其相对分子质量为32，常温下为液体，则J为N₂H₄；J与氧气反应生成C，C为氮气，由反应②可知D为H₂，
（1）由上述分析可知，F为NH₃，其电子式为，故答案为：；
（2）Cl₂与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠与水，反应化学方程式为：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，故答案为：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；
（3）N₂H₄在O₂中完全燃烧生成N₂，同时应生成水，16g N₂H₄的物质的量=

16g

32g/mol

=0.5mol，完全燃烧恢复至101kPa、25℃，放出312kJ热量，则1mol N₂H₄完全燃烧方程式的热量为624kJ，故该反应的热化学方程式为：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624 kJ/mol，
故答案为：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624 kJ/mol；
（4）将SO₂通入NaClO的碱性溶液，ClO^-将SO₂氧化为SO₄^2-，自身被还原为Cl^-，反应的离子方程式为ClO^-+SO₂+2OH^-═Cl^-+SO₄^2-+H₂O，
故答案为：ClO^-+SO₂+2OH^-═Cl^-+SO₄^2-+H₂O；
（5）N₂H₄-空气燃料电池是一种环境友好的碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30% KOH溶液，总反应为生成氮气与水，故负极为N₂H₄失去电子，碱性条件下生成氮气与水，该燃料电池的负极反应式为N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑，
故答案为：N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑；
（6）对于反应2SO₂+O₂?2SO₃，
①平衡常数只与温度有关系，A、B两点温度不变，所以A、B两点的平衡常数相等，故答案为：=；
②第5分钟时把容器的体积缩小一半后，压强增大，平衡向正反应移动，第5分钟瞬间，SO₃的浓度变为原来的2倍，然后再增大到约为0.25mol?L^-1，图象为：，故答案为：．

点评：本题与无机物推断为载体，考查电子式、热化学方程式、原电池、平衡常数、化学平衡图象及影响因素等，题目综合性较大，推断物质是解题的关键，（6）中作图为易错点，学生容易忽略改变体积的瞬间浓度变化，难度中等．