A、B、C、D、E、F、G、H、I是中學化學中常見的氣體,K是常見的兩性化合物,L是重要的化工原料,它們均由短周期元素組成,具有如下性質:①A、B、C、D、E能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅,F(xiàn)能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,G、H、I不能使?jié)駶櫟氖镌嚰堊兩;②A和F相遇產(chǎn)生白色煙霧;③B和C都能使品紅溶液褪色;④將B和I在瓶中混會后于亮處放置幾分鐘,瓶內(nèi)壁出現(xiàn)油狀液滴并產(chǎn)生A;⑤D在G中燃燒可以產(chǎn)生C和H2O;⑥E和l均能引起溫室效應.它們之間有如圖1的轉化關系(部分反應條件及生成物也經(jīng)略去),M、N、P、Q是生成物.

(1)I的電子式為
 

(2)反應②的離子方程式為
 
;寫出將少量E氣體通入P的稀溶液中反應的離子方程式:
 

(3)B與F反應能生成一種氣體單質,同時生成兩種溶于水均呈酸性的化合物A和J,工業(yè)常用J的水溶液清除鐵銹,其原理是
 
(請結合必要的離予方程式說明).
(4)常溫時,將氣體D溶于水,達到平衡時,溶液的pH=4.0,c(D)=0.1mol?L-1.若忽略水的電離及酸的第二級電離,則該溶液中D的電離平衡常數(shù)K1=
 

(5)為減小氣體E對環(huán)境的影響,可利用其在適當條件下合成甲醇和水.在體積為2L的密閉容器中,充入2mol E和6mol H,一定條件下發(fā)生反應:
E(g)+3H(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ?mol-1
測得E(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示.從反應開始到平衡,v(H)=
 
,該溫度下的化學平衡常數(shù)K=
 
(結果保留兩位小數(shù)).能使平衡體系中H轉化率增大的措施有
 
.(填字母編號).
A.增大c(H)    B.減小c(H2O)    C.加入合適的催化劑
D.升高溫度   E.增大體系的壓強.
考點:無機物的推斷,化學平衡的影響因素,物質的量或濃度隨時間的變化曲線
專題:推斷題,圖示題
分析:A、B、C、D、E、F、G、H、I是中學化學中常見的氣體,K是常見的兩性化合物,L是重要的化工原料,它們均由短周期元素組成,具有如下性質:
①A、B、C、D、E能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅,為酸性氣體,F(xiàn)能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,為堿性氣體,則F為NH3,G、H、I不能使?jié)駶櫟氖镌嚰堊兩槐憩F(xiàn)酸堿性;
②A和F相遇產(chǎn)生白色煙霧,為NH3與HCl,結合①可知,A為HCl;
③B和C都能使品紅溶液褪色,為Cl2和SO2,結合轉化關系,B與H反應生成HCl,則B為Cl2、C為SO2、H為H2;
④B為Cl2,和I在瓶中混合后于亮處放置幾分鐘,瓶壁出現(xiàn)油狀液滴并產(chǎn)生HCl,結合⑥E和I均能引起溫室效應,故I為CH4、E為CO2
⑤D在G中燃燒可以產(chǎn)生C和H2O,C為SO2,故G為O2,D含有H、S兩種元素,D為H2S;
電解L的水溶液生成氯氣、氫氣與M,K是常見的兩性化合物,與M反應生成P,M為強堿,則M為NaOH、K為Al2O3、P為NaAlO2,氧化鋁與鹽酸反應生成N為AlCl3,與偏鋁酸鈉反應生成Q為Al(OH)3,加熱分解生成氧化鋁.
解答: 解:A、B、C、D、E、F、G、H、I是中學化學中常見的氣體,K是常見的兩性化合物,L是重要的化工原料,它們均由短周期元素組成,具有如下性質:
①A、B、C、D、E能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅,為酸性氣體,F(xiàn)能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,為堿性氣體,則F為NH3,G、H、I不能使?jié)駶櫟氖镌嚰堊兩,不表現(xiàn)酸堿性;
②A和F相遇產(chǎn)生白色煙霧,為NH3與HCl,結合①可知,A為HCl;
③B和C都能使品紅溶液褪色,為Cl2和SO2,結合轉化關系,B與H反應生成HCl,則B為Cl2、C為SO2、H為H2;
④B為Cl2,和I在瓶中混合后于亮處放置幾分鐘,瓶壁出現(xiàn)油狀液滴并產(chǎn)生HCl,結合⑥E和I均能引起溫室效應,故I為CH4、E為CO2
⑤D在G中燃燒可以產(chǎn)生C和H2O,C為SO2,故G為O2,D含有H、S兩種元素,D為H2S;
電解L的水溶液生成氯氣、氫氣與M,K是常見的兩性化合物,與M反應生成P,M為強堿,則M為NaOH、K為Al2O3、P為NaAlO2,氧化鋁與鹽酸反應生成N為AlCl3,與偏鋁酸鈉反應生成Q為Al(OH)3,加熱分解生成氧化鋁,
(1)I為CH4,其電子式為,故答案為:;
(2)反應②是偏鋁酸鈉與氯化鋁發(fā)生雙水解反應,離子方程式為:3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓;
將少量CO2氣體通入NaAlO2的稀溶液中反應生成氫氧化鋁與碳酸鈉,反應的離子方程式為:2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-,
故答案為:3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓;2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-;
(3)Cl2與NH3反應能生成一種氣體單質為氮氣,同時生成兩種溶于水均呈酸性的化合物HCl和J,J為氯化銨,氯化銨溶液中,NH4+離子水解NH4++H2O?NH3?H2O+H+,溶液呈酸性,H+與氧化鐵反應可以除去鐵銹,
故答案為:NH4+離子水解NH4++H2O?NH3?H2O+H+,溶液呈酸性,H+與氧化鐵反應可以除去鐵銹;
(4)常溫時,將氣體H2S溶于水,達到平衡時,溶液的pH=4.0,c(H2S)=0.1mol?L-1.忽略水的電離及酸的第二級電離,溶液中c(H+)≈c(HS-),該溶液中H2S的電離平衡常數(shù)K1=
c(H+)×c(HS-)
c(H2S)
=
10-4×10-4
0.1
=10-7,
故答案為:10-7;
(5)為減小氣體CO2對環(huán)境的影響,可利用其在適當條件下合成甲醇和水.在體積為2L的密閉容器中,充入2molCO2和6molH2,一定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kL?mol-1
由圖可知,10min到達平衡,平衡時CO2的濃度變化量=1mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L,則v(CO2)=
0.8mol/L
10min
=0.08mol/(L.min),故v(H2)=3v(CO2)=3×0.08mol/(L.min)=0.24mol/(L.min),
            CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
開始(mol/L):1       3        0          0
變化(mol/L):0.8     2.4      0.8        0.8
平衡(mol/L):0.2     0.6      0.8        0.8
故該溫度下的化學平衡常數(shù)K=
0.8×0.8
0.2×0.63
=14.81,
A.增大c(H2),H2的轉化率降低,故A錯誤;
B.減小c(H2O),平衡向正反應方向移動,H2的轉化率增大,故B正確;
C.加入合適的催化劑,平衡不移動,H2的轉化率不變,故C錯誤;
D.正反應為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,H2的轉化率降低,故D錯誤;
E.正反應為體積減小的反應,增大體系的壓強,平衡向正反應方向移動,H2的轉化率增大,故E正確,
故答案為:0.24mol/(L.min);14.81;BE.
點評:本題以物質推斷為載體,考查元素化合物性質、常用化學用語、鹽類水解、弱電解質電離、化學反應速率與化學平衡常數(shù)計算、化學平衡影響因素,題目綜合性較大,推斷物質是解題關鍵,需要學生全面掌握基礎知識,難度中等.
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;
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