题目内容

下列框图涉及到的物质所含元素中,除一种元素外,其余均为短周期元素.已知:A、E为无气体单质,D为红色金属单质,B为黑色氧化物(部分反应的产物未列全).

请回答下列问题:
(1)在NH3与F等物质的量反应后的溶液中,离子浓度由大到小的顺序为______.
(2)I、J是同种金属的氯化物,且J为白色沉淀.则SO2还原I生成J的离子方程式为______.
(3)汽车尾气中常含有C.NH3在加热和催化剂存在的条件下能消除C的污染.已知:
   ①4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H=-905kJ?mol-1
   ②4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)△H=-1268kJ?mol-1
则NH3与C反应的热化学方程式为______.
(4)有人认为:“表面化学”研究成果能使NH3和C的反应在催化剂表面进行时的效率大大提高,从而使污染物D的转化率大大提高.请你应用化学基本理论对此观点进行评价:______.

解:物质所含元素中除一种元素外,其余均为短周期元素,已知:A、E为无气体单质,B为黑色氧化物,D为红色金属单质,为Cu,非金属气体单质A、E放电生成C,应是N2+O22NO,C为NO,结合A+NH3C,A+C+H2O=F,则A为O2,F为HNO3,E为N2;B为黑色氧化物,D为红色金属单质,由NH3+B=E(为N2)+D(为Cu)可知B为CuO;NH3与CuO反应生成Cu、N2、H2O,反应方程式为:3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O;
由Cu+HNO3→GH I J,J含有金属元素,故G为Cu(NO3)2,H为Cu(OH)2,I为CuCl2,由I(为CuCl2) K,结合(4)I、J均是同种金属的氯化物,且J为白色沉淀,Cu常见化合价为+1、+2价,J为CuCl,符合氧化还原反应,推断出的物质进行分析回答问题:
(1)在NH3与F为HNO3等物质的量反应后生成NH4NO3,溶液中铵根离子水解显酸性,所以溶液中的离子浓度大小为:c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),
故答案为:c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);
(2)CuCl2与SO2在加热的条件下生成CuCl与硫酸,反应离子方程式为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42-,故答案为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O═2CuCl↓+4H++SO42-;
(3)①4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H=-905kJ?mol-1
②4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)△H=-1268kJ?mol-1
依据盖斯定律②×5-①×3计算得到:12NO(g)+8NH3(g)═10N2(g)+12H2O(g)△H=-3625kJ?mol-1
故得到热化学方程式为:6NO(g)+4NH3(g)═5N2(g)+6H2O(g)△H=-1812.5 kJ?mol-1,
故答案为:6NO(g)+4NH3(g)═5N2(g)+6H2O(g)△H=-1812.5 kJ?mol-1;
(4)催化剂的接触面积只改变化学反应速率不改变平衡,转化率不变,故答案为:该研究只能提高化学反应速率,不能使化学平衡发生移动.
分析:物质所含元素中除一种元素外,其余均为短周期元素,已知:A、E为无气体单质,B为黑色氧化物,D为红色金属单质,为Cu,非金属气体单质A、E放电生成C,应是N2+O22NO,C为NO,结合A+NH3C,A+C+H2O=F,则A为O2,F为HNO3,E为N2;B为黑色氧化物,D为红色金属单质,由NH3+B=E(为N2)+D(为Cu)可知B为CuO;
由Cu+HNO3→GH I J,J含有金属元素,故G为Cu(NO3)2,H为Cu(OH)2,I为CuCl2,由I(为CuCl2) K,结合(4)I、J均是同种金属的氯化物,且J为白色沉淀,Cu常见化合价为+1、+2价,J为CuCl,符合氧化还原反应,验证符合转化关系.
点评:本题以无机框图题的形式考查N、Cu等元素单质及其化合物之间的相互转化关系和逻辑推理能力、化学用语的书写能力,同时进一步训练学生依据质量守恒定律、氧化还原反应方程式、的配平方法、热化学方程式、书写陌生化学方程式的技能,本题中D为红色金属,非金属气体单质A、E放电生成C等均为解题突破口,题目难度中等.
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