Question

6．如图的转化关系中，已知A是由短周期元素组成的盐，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）写出D（少量）、H、X反应生成A的化学方程式：NH₃+SO₂+H₂O═NH₄HSO₃；
（2）写出D与K反应生成的正盐溶液中的离子浓度大小关系：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（3）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4molD和5molY，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．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．
（4）已知：2H（g）+Y（g）?2I（g）△H=-196.6kJ•mol^-1．当加入4mol H和2molY后，放出345kJ的热时，H的转化率是87.5%．

Answer 1

分析 X为无色液体，与过氧化钠反应得到B与气体Y，则X是H₂O，Y是O₂，B是NaOH．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SO₃，K是H₂SO₄．一个D分子中含有10个电子，经过系列反应得到强酸G，则D是NH₃，则E是NO，F是NO₂，所以G是HNO₃．A是由短周期元素组成的酸式盐，所以A是NH₄HSO₃，则C是Na₂SO₃，以此解答该题．

解答 解：（1）D、H（过量）、X反应生成A的化学方程式为：NH₃+SO₂+H₂O═NH₄HSO₃，故答案为：NH₃+SO₂+H₂O═NH₄HSO₃；
（2）NH₃与硫酸反应生成（NH₄）₂SO₄，铵根离子部分水解使溶液呈酸性，故溶液中的离子浓度关系为：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（3）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{（4-2）mol}{2L}$1mol/L；
故答案为：0.5；1；
（4）2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）；△H=-196.6kJ•mol^-1，表示通常条件下2molSO₂（g）与1molO₂（g）反应生成2molSO₃（g）放出热量196.6kJ，放出345kJ热量，参加反应的二氧化硫的物质的量为$\frac{345KJ}{196.6KJ}$×2mol=3.5mol．
所以二氧化硫的转化率为$\frac{3.5mol}{4mol}$×100%=87.5%，
故答案为：87.5%．

点评 本题考查无机物的推断，为高考常见题型，突破点为X（无色液体）与Na₂O₂反应生成Y（气体）和B，需要学生熟练掌握元素化合物知识，注意根据转化关系中特殊反应进行推断，难度中等．