Question

14．已知由短周期常见元素形成的纯净物A、B、C、D、E、F、X转化关系如下图所示，B、X为单质，D常温下为无色液体，A、B含同一种元素．（某些产物可能略去）

请回答下列问题：
（1）若E是有色气体，F是一元强酸，反应①是工业制备F的第一步反应．
①写出A与X反应的化学方程式：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O．
②A的分子结构模型为三角锥形．
③已知常温下46g气体E发生反应③放出46kJ热量写出气体E与H₂O反应的热化学方程式
3 NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）△H=-138 kJ/mol．
④在常温下，向V₁LpH=a的A溶液中加入V₂=LpH=b的盐酸，且a+b=14，若反应后溶液的pH＜7，则V₁和V₂的关系为V₁＜V₂（填＞、＜、无法确定），所得溶液中各种离子的浓由大到小的顺序可能是c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-） 或c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）．（写出一种情况即可）
（2）若E为无色无味气体，F是二元弱酸．
①E的电子式为；
②将少量气体E通入氢氧化钡溶液中得不溶物H，H的K_sp=8.1×10^-9．现将该沉淀放入0.1mol/L的BaCL₂溶液中，其 K_sp不变，（填：增大、减小或不变），此时，组成不溶物H的阴离子在溶液中的浓度为8.1×10^-8mol/L．

Answer 1

分析 由短周期常见元素形成的纯净物A、B、C、D、E、F、X，D常温下为无色液体，应为H₂O，B、X为单质，A、B含同一种元素，
（1）若E是有色气体，F是一元强酸，反应①是工业制备F的第一步反应，可知E为NO₂，F为HNO₃，A为NH₃，X为O₂，C为NO，B为N₂，根据A的成键情况可判断A的分子构型，pH=a的氨水中加入pH=b的盐酸，a+b=14，说明氨水中c（OH^-）与盐酸c（H⁺）相等，因一水合氨为弱电解质，若反应后溶液的pH＜7，则盐酸体积较大，如二者体积相等，氨水过量，溶液呈碱性，盐酸过量，溶液呈酸性，据此比较离子浓度大小；
（2）若E为无色无味气体，F是二元弱酸，E为CO₂，F为H₂CO₃，少量气体E通入氢氧化钡溶液中得不溶物H，则H为BaCO₃，所以B为C，C为CO，X为O₂，A为气态烃，K_SP 只受温度的影响，温度比不变，则K_SP 不变，由K_SP 结合钡离子浓度可计算得碳酸根离子的浓度．

解答 解：由短周期常见元素形成的纯净物A、B、C、D、E、F、X，D常温下为无色液体，应为H₂O，B、X为单质，A、B含同一种元素，
（1）若E是有色气体，F是一元强酸，反应①是工业制备F的第一步反应，可知E为NO₂，F为HNO₃，A为NH₃，X为O₂，C为NO，B为N₂；
①A与X反应的化学方程式为4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O；
②A为NH₃，氨分子中氮原子有一对孤电子对，含有三个N-H键，所以氨分子是三角锥形，
故答案为：三角锥形；
③反应③为NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g），1mol气体NO₂发生反应③放出46kJ热量，则3molNO₂参加反应放出热量为138 kJ/，
所以热化学方程式为3 NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）△H=-138 kJ/mol，
故答案为：3 NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）△H=-138 kJ/mol；
④a+b=14，说明氨水中c（OH^-）与盐酸c（H⁺）相等，因一水合氨为弱电解质，若反应后溶液的pH＜7，则盐酸体积较大，如二者体积相等，氨水过量，溶液呈碱性，
盐酸过量，溶液呈酸性，离子浓度大小关系可能为c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）（盐酸过量较少） 或c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）（盐酸过量较多）
故答案为：＜；c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-） 或c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）；
（2）若E气体不是大气污染物，F是二元弱酸，E为CO₂，F为H₂CO₃，B为C，C为CO，X为O₂，A为气态烃，
①E为CO₂，电子式为，
故答案为：；
②K_SP 只受温度的影响，温度比不变，则K_SP 不变，由K_SP =c（Ba²⁺）×c（CO₃^2-）=8.1×10^-9可知，该沉淀放入0.1mol•L^-1的BaCl₂溶液中，c（Ba²⁺）=0.1mol•L^-1，则c（CO₃^2-）=8.1×10^-8mol•L^-1，
故答案为：不变； 8.1×10^-8．

点评 本题考查无机推断，涉及知识点较多，能正确推断物质是解本题关键，难点是判断离子浓度大小顺序，根据溶液中的溶质来分析解答，难度较大．