Question

（Ⅰ）已知四种无机化合物在水中和液氨中的溶解度（g/100g溶剂）为：

物质 20℃时溶解度（g/100g溶解）	AgNO3	Ba（NO3）2	AgCl	BaCl2
水中	216	9.02	1.9×10-14	35.8
液氨	86	97.2	0.8	0

由上表的数据可知，在水溶液中上述化合物发生复分解反应的化学方程式为

 

，在液氨溶液中发生复分解反应的化学方程式为

 

．
（Ⅱ）短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大．A是周期表中原子半径最小的元素，B原子的价电子数等于该元素最低化合价的绝对值，C与D能形成D₂C和D₂C₂两种化合物，而D是同周期中金属性最强的元素，E的负一价离子与C和A形成的某种化合物分子含有相同的电子数．
（1）A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为

 

．
（2）已知：①E-E→2E?；△H=+a kJ?mol^-1
②2A?→A-A；△H=-b kJ?mol^-1
③E?+A?→A-E；△H=-c kJ?mol^-1（“?”表示形成共价键所提供的电子）
写出298K时，A₂与E₂反应的热化学方程式

 

．
（3）在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2A₂（g）+BC（g）?X（g）；△H=-d J?mol^-1（d＞0，X为A、B、C三种元素组成的一种化合物）．初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：

实验	甲	乙	丙
初始投料	2mol A2、1mol BC	1mol X	4mol A2、2mol BC
平衡时n（X）	0.5mol	n2	n3
反应的能量变化	放出Q1kJ	吸收Q2kJ	放出Q3kJ
体系的压强	P1	P2	P3
反应物的转化率	α1	α2	α3

①该温度下此反应的平衡常数K的值为

 

．
②三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是

 

（填序号）．
A．α₁+α₂=1  B．Q₁+Q₂=d  C．α₃＜α₁ D．P₃＜2P₁=2P₂ E．n₂＜n₃＜1.0mol  F．Q₃=2Q₁
（Ⅲ）如图是MCFC燃料电池，它是以水煤气（CO、H₂）为燃料，一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物为电解质．写出B极电极反应式：

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,化学电源新型电池,化学平衡的计算

专题：基本概念与基本理论

分析：（Ⅰ）在水中AgCl溶解度最小，故水溶液中硝酸银与氯化钡可以发生复分解反应；
氨水中氯化钡溶解度为0，故氨水中氯化银与硝酸钡发生复分解反应；
（Ⅱ）短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，A是周期表中原子半径最小的元素，则A为氢元素；D是同周期中金属性最强的元素，处于ⅠA族，D的原子序数比H元素至少大3，可推知D为Na元素；B原子的价电子数等于该元素最低化合价的绝对值，处于ⅣA族，结合原子序数可知，B为碳元素；C与D能形成D₂C和D₂C₂两种化合物，则C为O元素；E形成负一价离子，则E为Cl，氯离子与H₂O₂含有相同的电子数，
（1）A、C、D形成的化合物为NaOH；
（2）根据盖斯定律书写目标热化学方程式；
（3）发生反应：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），
①利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算平衡常数；
②A．甲、乙为等效平衡，平衡时CO的物质的量相等，令平衡时CO为amol，表示出甲中CO转化率、乙中甲醇的转化率，据此计算判断；
B．甲、乙为等效平衡，平衡时CO的物质的量相等，令平衡时CO为bmol，根据热化学方程式表示出甲中放出热量Q₁、乙中吸收的热量Q₂，据此计算判断；
C．丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍；
D．甲、乙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，二者压强等效，丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，平衡时混合气体的物质的量小于甲中的2倍；
E．结合D中的分析解答；
F．丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，丙中参加反应的CO的物质的量大于甲中的2倍；
（Ⅲ）由图可知，二氧化碳、氧气在B电极上获得电子生成碳酸根．

解答： 解：（Ⅰ）在水中AgCl溶解度最小，故水溶液中硝酸银与氯化钡可以发生复分解反应，反应方程式为：2AgNO₃+BaCl₂=2AgCl↓+Ba（NO₃）₂，
氨水中氯化钡溶解度为0，故氨水中氯化银与硝酸钡发生复分解反应，反应方程式为：2AgCl+Ba（NO₃）₂=BaCl₂↓+2AgNO₃，
故答案为：2AgNO₃+BaCl₂=2AgCl↓+Ba（NO₃）₂；2AgCl+Ba（NO₃）₂=BaCl₂↓+2AgNO₃；
（Ⅱ）短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，A是周期表中原子半径最小的元素，则A为氢元素；D是同周期中金属性最强的元素，处于ⅠA族，D的原子序数比H元素至少大3，可推知D为Na元素；B原子的价电子数等于该元素最低化合价的绝对值，处于ⅣA族，结合原子序数可知，B为碳元素；C与D能形成D₂C和D₂C₂两种化合物，则C为O元素；E形成负一价离子，则E为Cl，氯离子与H₂O₂含有相同的电子数，
（1）A、C、D形成的化合物为NaOH，属于离子化合物，氢氧根离子中氧原子与氢原子之间形成共价键，故含有离子键、共价键，
故答案为：离子键、共价键；
（2）已知：①Cl-Cl→2Cl?；△H=+a kJ?mol^-1
②2H?→H-H；△H=-b kJ?mol^-1
③Cl?+H?→H-Cl；△H=-c kJ?mol^-1，
根据盖斯定律，①-②+③×2得：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=（a+b-2c） kJ?mol^-1，
故答案为：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=（a+b-2c） kJ?mol^-1；
（3）①CO的起始浓度=

1mol

2L

=0.5mol/L，氢气的起始浓度=

2mol

2L

=1mol/L，达到平衡时c（CH₃OH）=

0.5mol

2L

=0.25mol/L，则：
            CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始（mol/L）：0.5    1          0
变化（mol/L）：0.25  0.5         0.25
平衡（mol/L）：0.25  0.5         0.25
所以：平衡常数k═

0.25

0.25×0．52

=4
故答案为：4；
②A．甲、乙为等效平衡，平衡时CO的物质的量相等，令平衡时CO为amol，甲中CO转化率α₁=

1-a

1

=1-a，平衡时甲醇的物质的量=（1-a）mol，乙中参加反应的甲醇为amol，乙中的转化率α₂=a，故α₁+α₂=1，故A正确；
B．甲、乙为等效平衡，平衡时CO的物质的量相等，令平衡时CO为bmol，则甲中参加反应的CO为（1-b）mol，放出的热量Q₁=d（1-b），乙中参加反应的甲醇为bmol，吸收的热量Q₂=bd，故Q₁+Q₂=d（1-b）+bd=d，故B正确；
C．丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应方向移动，转化率增大，即α₃＞α₁ ，故C错误；
D．甲、乙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，二者压强等效，丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，平衡时混合气体的物质的量小于甲中的2倍，故压强P₃＜2P₁=2P₂ ，故D正确；
E．由D中分析可知，n₂=0.5，n₃＞1.0mol，故E错误；
F．丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，丙中参加反应的CO的物质的量大于甲中的2倍，则Q₃＞2Q₁，故F错误，
故答案为：ABD；
（Ⅲ）由图可知，二氧化碳、氧气在B电极上获得电子生成碳酸根，电极反应式为：2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-，
故答案为：2CO₂+O₂+4e^-=2CO₃^2-．

点评：本题考查较为综合，涉及沉淀转化、元素推断、化学平衡的计算、原电池等，题目难度较大，（Ⅱ）中（3）题为易错点，要准确理解等效平衡问题，注意对结论的理解掌握．