Question

7．有一晶體X，可發(fā)生如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分反應物、生成物從略）．其中B、D、E、F均為無色氣體，W、K為常見的金屬單質(zhì)，C為難溶于水的紅褐色固體．在混合液中加入BaCl₂溶液可生成不溶于稀鹽酸的白色沉淀，H和W反應可放出大量的熱．

（1）I轉(zhuǎn)化為G的反應中，當有2molG生成時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2N_A．
（2）A→C的化學反應方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（3）對混合液電解時的陽極反應式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑．工業(yè)上金屬W也可用電解法制備，電解時的陰極反應式為Al³⁺+3e^-=Al．
（4）將一定量的B和D放入容積為1L的密閉容器中，發(fā)生反應，在760～840℃下，反應達到平衡．該平衡常數(shù)的表達式為$\frac{{c}^{4}（NO）{c}^{6}（{H}_{2}O）}{{c}^{4}（N{H}_{3}）{c}^{5}（{O}_{2}）}$．若平衡時兩種反應物的轉(zhuǎn)化率相等，則起始投料時n（B）：n（D）=4：5．
（5）某恒溫恒容密閉容器中，發(fā)生反應M（s）+2N（g）?P（g）+Q（g）
當下列物理量不再變化時，表明反應達到平衡的是ABD．
A．N的物質(zhì)的量濃度              B．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量
C．容器內(nèi)的總壓強                D．混合氣體的密度
E． v_正（N ）：v_逆（P）=1：2．

Answer 1

分析 C為難溶于水的紅褐色固體，則C為Fe（OH）₃，A為Fe（OH）₂，X中含有亞鐵離子，H為Fe₂O₃，W、K為常見的金屬單質(zhì)，H和W反應可放出大量的熱，為鋁熱反應，則W為Al，K為Fe，J為Al₂O₃，B、D、E、F均為無色氣體，F(xiàn)能和D反應生成I，可推知該過程是連續(xù)被氧化的過程，則D是O₂，B是無色氣體，且是X和堿反應生成的氣體，能被氧氣氧化，則B是NH₃，F(xiàn)是NO，I為NO₂，G為HNO₃，E是氣體，為電解時產(chǎn)生的氣體，為H₂，根據(jù)以上分析知，X中含有亞鐵離子和銨根離子，在混合液中加入BaCl₂溶液可生成不溶于稀鹽酸的白色沉淀，說明混合溶液中含有硫酸根離子，則X為（NH₄）₂Fe（SO₄）₂結(jié)合對應物質(zhì)的性質(zhì)以及題目要求解答該題．

解答 解：C為難溶于水的紅褐色固體，則C為Fe（OH）₃，A為Fe（OH）₂，X中含有亞鐵離子，H為Fe₂O₃，W、K為常見的金屬單質(zhì)，H和W反應可放出大量的熱，為鋁熱反應，則W為Al，K為Fe，J為Al₂O₃，B、D、E、F均為無色氣體，F(xiàn)能和D反應生成I，可推知該過程是連續(xù)被氧化的過程，則D是O₂，B是無色氣體，且是X和堿反應生成的氣體，能被氧氣氧化，則B是NH₃，F(xiàn)是NO，I為NO₂，G為HNO₃，E是氣體，為電解時產(chǎn)生的氣體，為H₂，根據(jù)以上分析知，X中含有亞鐵離子和銨根離子，在混合液中加入BaCl₂溶液可生成不溶于稀鹽酸的白色沉淀，說明混合溶液中含有硫酸根離子，則X為（NH₄）₂Fe（SO₄）₂結(jié)合對應物質(zhì)的性質(zhì)以及題目要求解答該題．
（1）I為NO₂轉(zhuǎn)化為G為HNO₃的反應是，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，當有2mol HNO₃生成時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2N_A；
故答案為：2N_A；
（2）A→C的化學反應是氫氧化亞鐵被氧氣氧化生成氫氧化鐵的反應，反應的方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（3）分析反應可知，混合溶液為NaOH、Na₂SO₄溶液，對混合液電解時的陽極反應式為溶液中氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；工業(yè)上金屬W為Al可用電解熔融氧化鋁制備，電解時的陰極反應式為：Al³⁺+3e^-=Al；
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；Al³⁺+3e^-=Al；
（4）將一定量的B和D放入容積為1L的密閉容器中，發(fā)生反應為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O
該反應的平衡常數(shù)表達式為：K=$\frac{{c}^{4}（NO）{c}^{6}（{H}_{2}O）}{{c}^{4}（N{H}_{3}）{c}^{5}（{O}_{2}）}$，若平衡時兩種反應物的轉(zhuǎn)化率相等，消耗量為4：5，則起始投料時n（NH₃）：n（O₂）=4：5；
故答案為：$\frac{{c}^{4}（NO）{c}^{6}（{H}_{2}O）}{{c}^{4}（N{H}_{3}）{c}^{5}（{O}_{2}）}$；4：5；
 （5）根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)，
某恒溫恒容密閉容器中，發(fā)生反應M（s）+2N（g）?P（g）+Q（g），
A．N的物質(zhì)的量濃度不變是平衡標志，故A正確；
B．M為固體，反應前后氣體質(zhì)量變化，氣體物質(zhì)的量不變，當混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變說明反應達到平衡狀態(tài)，故B正確；
C．反應前后氣體物質(zhì)的量不變，容器內(nèi)的總壓強始終不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D．反應前后氣體質(zhì)量變化，體積不變，當混合氣體的密度不變說明反應達到平衡狀態(tài)，故D正確；
E．速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比為正反應速率之比，當 v_正（N ）：v_逆（P）=2：1．說明P正逆反應速率相同反應達到平衡狀態(tài)，v_正（N ）：v_逆（P）=1：2不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故E錯誤；
故答案為：ABD．

點評 本題考查了物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系分析推斷，物質(zhì)性質(zhì)和反應現(xiàn)象分析判斷應用，掌握物質(zhì)性質(zhì)和特征反應是解題關(guān)鍵，題目難度中等．