Question

甲、乙、丙、丁、X是由短周期元素組成的純凈物，其中X為單質(zhì)．上述物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示（某些產(chǎn)物略去）．

請回答下列問題：
（1）若丁是一元強酸，甲→丁是工業(yè)生產(chǎn)丁的主要途徑．
①寫出反應(yīng)I的化學(xué)方程式：

 

②常溫下，1mol丙發(fā)生反應(yīng)III放出46kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

 

．
③在常溫下，向V_IL pH=11的甲溶液中加入V₂L pH=3的鹽酸，若反應(yīng)后溶液的pH＜7，則V₁和V₂的關(guān)系為V₁

 

V₂（選填“＞”、“＜”或“=”），所得溶液中各種離子的濃度由大到小的順序可能是：

 

（寫一種即可）．
（2）若丁是二元弱酸，丙是溫室氣體．
在容積為2L的容積固定的密閉容器中，將乙（g）和H₂0（g）按下表用量分別進行反
應(yīng)：乙（g）+H₂0（g）?丙（g）+H₂（g），得到如下數(shù)據(jù)：

實驗組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol	達平衡所需時間/min
		乙	H2O	丙
1	650	4	2	1.6	5
2	900	2	1	0.4	3
3	900	2	1	0.4	1

①該反應(yīng)的正反應(yīng)為

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
②900℃時，上述反應(yīng)按如下起始量分別加入該容器：

物質(zhì)	乙	H2O	丙	H2
起始量/mol	0.8	1.0	0.6	0.8

則此時反應(yīng)的v（正）

 

v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．
③實驗3跟實驗2相比，改變的條件可能是

 

．

Answer 1

考點：無機物的推斷,熱化學(xué)方程式,酸堿混合時的定性判斷及有關(guān)ph的計算

專題：推斷題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：甲、乙、丙、丁、X是由短周期元素組成的純凈物，其中X為單質(zhì)，丁是一元強酸，甲→丁是工業(yè)生產(chǎn)丁的主要途徑，則甲為NH₃，X為O₂，乙為NO，丙為NO₂，丁為HNO₃；若丁是二元弱酸，丙是溫室氣體，丙為CO₂，丁為H₂CO₃，甲可能為甲烷等有機物，X為O₂，乙為CO，然后結(jié)合熱化學(xué)反應(yīng)及化學(xué)平衡來解答．

解答： 解：（1）X為單質(zhì)，丁是一元強酸，甲→丁是工業(yè)生產(chǎn)丁的主要途徑，則甲為NH₃，X為O₂，乙為NO，丙為NO₂，丁為HNO₃；
①反應(yīng)I的化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
②1mol丙發(fā)生反應(yīng)III放出46kJ熱量，則3mol丙放出3×46kJ=138kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為3NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）△H=-138kJ/mol，
故答案為：3NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）△H=-138kJ/mol；
③向V_IL pH=11的甲溶液中加入V₂L pH=3的鹽酸，氨水濃度大于鹽酸濃度，則反應(yīng)后溶液的pH＜7，酸應(yīng)過量，則V₁和V₂的關(guān)系為V₁＜V₂，溶液顯酸性，c（H⁺）＞c（0H^-），結(jié)合電荷守恒可知，c（Cl^-）＞c（NH₄⁺），則離子濃度大小為c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（0H^-）或c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（0H^-），
故答案為：＜；c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（0H^-）或c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（0H^-）；
（2）若丁是二元弱酸，丙是溫室氣體，丙為CO₂，丁為H₂CO₃，甲可能為甲烷等有機物，X為O₂，乙為CO，
①由表格中的數(shù)據(jù)可知，溫度高，丙的物質(zhì)的量小，則升高溫度平衡逆向移動，則該正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：放熱；
②900℃時，平衡時c（丙）=0.2mol/L，c（H₂）=0.2mol/L，c（乙）=

(2-0.4)mol

2L

=0.8mol，c（H₂O）=0.3mol/L，則K=

0.2×0.2

0.8×0.3

=

1

6

，由表格中的數(shù)據(jù)可知，Qc=

0.8×1.0

0.6×0.8

＞K，平衡逆向移動，則v（正）＜v（逆），故答案為：＜；
③實驗3跟實驗2相比，起始量、平衡時的量相同，只有時間不同，則實驗3為使用了催化劑加快反應(yīng)速率，故答案為：使用了催化劑．

點評：本題考查無機物的推斷，是高考中的常見題型，試題綜合性強，難度較大，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和抽象思維能力，提高學(xué)生分析問題、以及靈活運用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力．做好本題的關(guān)鍵之處在于把握好常見物質(zhì)的性質(zhì)以及有關(guān)轉(zhuǎn)化，并能結(jié)合題意具體問題、具體分析即可，涉及數(shù)據(jù)分析、熱化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)平衡的移動、影響反應(yīng)速率的因素等．