Question

A、B、C是三種常見短周期元素的單質(zhì)．常溫下D為無色液體，G是一種常見的溫室氣體．其轉(zhuǎn)化關系如圖甲（反應條件和部分產(chǎn)物略去）．試回答：

（1）G的電子式是

 

．
（2）單質(zhì)X和B或D均能反應生成黑色固體Y，Y的化學式是

 

．
（3）物質(zhì)Z常用于對空氣進行殺菌、凈化和水果保鮮等．Z和B的組成元素相同，Z分子中各原子最外層電子數(shù)之和為18．Z和酸性碘化鉀溶液反應生成B和碘單質(zhì)，反應的離子方程式是

 

．
（4）G的大量排放會引發(fā)很多環(huán)境問題．有科學家提出，用G和H₂合成CH₃OH和H₂O，對G進行綜合利用．25℃，101kPa時，該反應的熱化學方程式是：

 

（已知甲醇的燃燒熱△H=-726.5kJ?mol^-1，氫氣的燃燒熱△H=-285.8kJ?mol^-1）；
又知CH₃OH與單質(zhì)B可組成如圖乙的燃料電池，試寫出負極的電極反應式：

 

．
（5）在一個絕熱的恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應：E（g）+D（g）?A（g）+G（g）
①判斷此反應達平衡的標志是

 

A、體系的壓強不再發(fā)生變化；
B、混合氣體的密度不變；
C、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變；
D、各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變；
E、體系的溫度不再發(fā)生變化．
②830k時若起始時C（E）=2mol/L，C（ D）=3mol/L．平衡時E的轉(zhuǎn)化率為60%，則830k 時平衡常數(shù)K值為

 

．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：推斷題

分析：A、B、C是三種常見短周期元素的單質(zhì)，A與B反應生成D，常溫下D為無色液體，D應為H₂O，G是一種常見的溫室氣體，應為CO₂，則A為H₂，B為O₂，C為碳，水、二氧化碳都與F反應生成氧氣，則F為Na₂O₂，而碳與氧氣反應生成E，E與氧氣反應生成二氧化碳，故E為CO，據(jù)此解答．
（1）CO₂分子中碳原子與氧原子之間形成2對共用電子對；
（2）單質(zhì)X和B或D均能反應生成黑色磁性固體Y，則X為Fe，Y為四氧化三鐵；
（3）Z和B的組成元素相同，Z分子中各原子最外層電子數(shù)之和為18，則Z應為O₃，與KI反應生成O₂和I₂；
（4）根據(jù)甲醇、氫氣的燃燒熱，書寫其燃燒的熱化學方程式，再根據(jù)蓋斯定律寫出二氧化碳與氫氣合成甲醇與水的熱化學方程式，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應反應的焓變；
CH₃OH與氧氣可組成如圖乙的燃料電池，負極發(fā)生氧化反應，甲醇在負極失去電子，酸性條件下生成二氧化碳與氫原子；
（5）①反應到達平衡時，各組分的濃度、含量不變，由此衍生的其它一些物理量不再變化，應選擇變化的物理量，當該物理量由變化到不變化，說明到達平衡，不能選擇始終不變的物理量；
②根據(jù)三段式計算平衡時各組成的濃度，代入平衡常數(shù)k=

c(H2)×c(CO2)

c(CO)×c(H2O)

計算．

解答： 解：A、B、C是三種常見短周期元素的單質(zhì)，A與B反應生成D，常溫下D為無色液體，D應為H₂O，G是一種常見的溫室氣體，應為CO₂，則A為H₂，B為O₂，C為碳，水、二氧化碳都與F反應生成氧氣，則F為Na₂O₂，而碳與氧氣反應生成E，E與氧氣反應生成二氧化碳，故E為CO，
（1）G為CO₂，電子式是，故答案為：；
（2）單質(zhì)X和氧氣或水均能反應生成黑色晶體Y，則X為Fe，Y為Fe₃O₄，F(xiàn)e與水生成四氧化三鐵的化學方程式是：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂，故答案為：Fe₃O₄；
（3）Z和B的組成元素相同，Z分子中各原子最外層電子數(shù)之和為18，則Z應為O₃，與KI反應生成O₂和I₂，反應的離子方程式為O₃+2H⁺+2I^-=O₂+I₂+H₂O，故答案為：O₃+2H⁺+2I^-=O₂+I₂+H₂O；
（4）甲醇的燃燒熱△H=-726.5kJ?mol^-1，可得甲醇燃燒的熱化學方程式：①CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5 kJ?mol^-1，
氫氣的燃燒熱△H=-285.8kJ?mol^-1，可得氫氣燃燒的熱化學方程式：②H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H=-285.8 kJ?mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律，②×3-①得：CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（l）+H₂O（1）△H=-130.9kJ/mol，
CH₃OH與氧氣可組成如圖乙的燃料電池，負極發(fā)生氧化反應，甲醇在負極失去電子，酸性條件下生成二氧化碳與氫原子，負極電極反應式為CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，
故答案為：CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（l）+H₂O（1）△H=-130.9kJ/mol；CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；
（5）在一個絕熱的恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g），
①A、反應氣體氣體體積不變，反應過程之后壓強始終不變，體系的壓強不再發(fā)生變化不能判斷反應到達平衡，故A錯誤；
B、混合氣體總質(zhì)量不變，體積不變，則混合氣體的密度始終不變，不能判斷反應到達平衡，故B錯誤；
C、混合氣體總質(zhì)量不變，總物質(zhì)的量不變，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變，不能判斷反應到達平衡，故C錯誤；
D、各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變，說明反應到達平衡，故D正確；
E、反應具有熱效應，體系的溫度不再發(fā)生變化，說明反應到達平衡，故E正確，
故答案為：DE；
②830k時若起始時C（CO）=2mol/L，C（ H₂O）=3mol/L．平衡時E的轉(zhuǎn)化率為60%，E的濃度變化量為1.2mol．L，
            CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）
開始（mol/L）：2     3        0      0
變化（mol/L）：1.2  1.2       1.2    1.2
平衡（mol/L）：0.8  1.8       1.2    1.2
則830k 時平衡常數(shù)K=

1.2×1.2

0.8×1.8

=1，
故答案為：1．

點評：本題以考查無機物推斷為載體，考查電子式、熱化學方程式、原電池電極反應式、平衡狀態(tài)的判斷、平衡常數(shù)計算，題目綜合較大，需要學生晶胞扎實的基礎，注意平衡狀態(tài)的判斷應選擇變化的物理量，當該物理量由變化到不變化，說明到達平衡，不能選擇始終不變的物理量，難度中等．