Question

物质A～G有如图转化关系（部分反应物、生成物没有列出）．其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到化合物B和单质C．单质C可与E的浓溶液发生反应，G为蓝色沉淀．请回答下列问题：

（1）写出下列物质的化学式：B

 

、E

 

、G

 

（2）反应②的化学方程式是

 

．
（3）将0.23molB和0.11molO₂放入容积为1L的密闭容器中，发生反应①，在一定温度下，反应达到平衡．得到0.12molD，则反应的平衡常数K=

 

．若温度不变，再加入0.50molO₂后重新达到平衡，则B的平衡浓度

 

（填“增大”、“不变”或“减小”），氧气的转化率

 

（填“升高”、“不变”或“降低”），D的体积分数

 

 （填“增大”、“不变”或“减小”）．

Answer 1

考点：无机物的推断,含硫物质的性质及综合应用

专题：推断题,氧族元素

分析：“G为蓝色沉淀”是本题的突破口，应为Cu（OH）₂，因此此题可以用逆向推断的方法做，不难看出，F为CuSO₄；从B→D→E，可推断为NO→NO₂→HNO₃或SO₂→SO₃ →H₂SO₄等．因为B→D的转化需用催化剂，可判定B为SO₂，D为SO₃，E为H₂SO₄，A应为Cu₂S，反应②为浓硫酸和铜在加热条件下的反应，反应的化学方程式为Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂+2H₂O，从平衡移动的角度计算平衡时各物质的浓度，进而计算化学平衡常数以及判断各物质的浓度的变化．

解答： 解：“G为蓝色沉淀”是本题的突破口，应为Cu（OH）₂，因此此题可以用逆向推断的方法做，不难看出，F为CuSO₄；从B→D→E，可推断为NO→NO₂→HNO₃或SO₂→SO₃ →H₂SO₄等．因为B→D的转化需用催化剂，可判定B为SO₂，D为SO₃，E为H₂SO₄，A应为Cu₂S，
（1）由以上分析可知B、E、G分别为SO₂、H₂SO₄、Cu（OH）₂，故答案为：SO₂；H₂SO₄；Cu（OH）₂；
（2）反应②为浓硫酸和铜在加热条件下的反应，反应的化学方程式为Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂+2H₂O，故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂+2H₂O；
（3）依据化学方程式：
                   2SO₂+O₂  

催化剂 .

△

   2SO₃
c（mol/L）：起始  0.23      0.11          0
           转化    0.12      0.06        0.12
  第一次 平衡     0.11      0.05         0.12
可以求得：K=

0.122

0.112×0.05

=23.8（mol^-1?L），
恒温、恒容条件下，加入0.50 mol O₂后，根据勒夏特列原理，平衡右移，SO₂的物质的量减少，体积分数减小，O₂本身的转化率降低．设此时转化xmol/L的 O₂，
                   2SO₂+O₂    

催化剂 .

△

2SO₃
（mol/L）：起始   0.11    0.05+0.50        0.12
          转化    2x         x            2x
第二次平衡  0.11-2x      0.55-x          0.12+2x
第一次平衡时SO₃的体积分数为：

0.12

0.11+0.05+0.12

=0.429，
只要注意到可逆反应中任意物质的浓度不可能为零的特点，x的最大极限值为0.055 mol/L，所以第二次平衡时SO₃的体积分数最大为：

0.12+2x

0.11+0.55-x

=

0.23

0.605

=0.380，
显然，体积分数减小了．
故答案为：23.8 mol^-1?L；减小；降低；减小．

点评：本题考查较为综合，题目难度较大，注意根据物质的特殊颜色推断物质的可能性，用逆推的方法进行推断，把握常见元素化合物的性质．