Question

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�蕊試紙變色；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．

Answer 1

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�蕊試紙變色，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．

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�蕊試紙變色，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↓+CO₃^2-，
故答案為：3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O=4Al（OH）₃↓；2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（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．