Question

9．A、B、C、D是短周期元素組成的非金屬單質(zhì)，其中B、C、D在常溫常壓下是氣體．其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1（有關(guān)反應(yīng)的條件及生成的H₂O已略去）．E是形成酸雨的污染物之一，F(xiàn)是常見的四原子10電子分子，化合物L(fēng)具有漂白性，可由Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)而制得．化合物J是由兩種元素組成的18電子分子，分子中原子個數(shù)比為1：2，其相對分子質(zhì)量為32，常溫下為液體．

請按要求填空：
（1）寫出L的電子式；J的結(jié)構(gòu)式．
（2）寫出F與L反應(yīng)的離子方程式ClO^-+2NH₃═N₂H₄+Cl^-+H₂O．
（3）取一定量J在B中完全燃燒生成14g C，恢復(fù)至101kPa、25℃，放出QkJ熱量．則J和B反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624 kJ/mol．
（4）寫出將E通入L的堿性溶液中的離子方程式ClO^-+SO₂+2OH^-═Cl^-+SO₄^2-+H₂O．
（5）J-空氣燃料電池是一種環(huán)境友好的堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30% KOH溶液．該燃料電池的負極反應(yīng)式為N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑．
（6）對于反應(yīng)2E+B?2G
①某溫度下，E的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強（P）的關(guān)系如圖2所示．平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K（A）=K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②有兩只密閉容器甲和乙，甲容器有一個可移動的活塞，能使容器內(nèi)保持恒壓，乙容器能保持恒容．起始時分別向兩容器內(nèi)充入2molG氣體，在相同的溫度和壓強下發(fā)生反應(yīng)并達到平衡．下列敘述正確的是C
A．平均反應(yīng)速率：甲＞乙           B．平衡時B的物質(zhì)的量：甲＜乙
C．平衡時G的轉(zhuǎn)化率：甲＞乙       D．平衡時G的體積分數(shù)：甲＞乙．

Answer 1

分析 A、B、C、D都是短周期非金屬單質(zhì)，其中B、C、D在常溫常壓下是氣體，化合物E是形成酸雨的污染物之一，則E為SO₂；由反應(yīng)①可推知A為S，B為O₂；化合物L(fēng)具有漂白性，可由Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)而制得，則L為NaClO；F是常見的四原子10電子分子，F(xiàn)應(yīng)為NH₃；氨氣與NaClO反應(yīng)生成J，J由兩種元素組成的18電子分子，分子中原子個數(shù)比為1：2，其相對分子質(zhì)量為32，常溫下為液體，則J為N₂H₄；J與氧氣反應(yīng)生成C，則C為氮氣，由反應(yīng)②可知D為H₂，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D都是短周期非金屬單質(zhì)，其中B、C、D在常溫常壓下是氣體，化合物E是形成酸雨的污染物之一，則E為SO₂；由反應(yīng)①可推知A為S，B為O₂；化合物L(fēng)具有漂白性，可由Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)而制得，則L為NaClO；F是常見的四原子10電子分子，F(xiàn)應(yīng)為NH₃；氨氣與NaClO反應(yīng)生成J，J由兩種元素組成的18電子分子，分子中原子個數(shù)比為1：2，其相對分子質(zhì)量為32，常溫下為液體，則J為N₂H₄；J與氧氣反應(yīng)生成C，則C為氮氣，由反應(yīng)②可知D為H₂．
（1）由上述分析可知，L為NaClO，其電子式為，J為N₂H₄，結(jié)構(gòu)式為，故答案為：；；
（2）F與L反應(yīng)是氨氣與NaClO反應(yīng)生成為N₂H₄、NaCl與H₂O，反應(yīng)離子方程式為：ClO^-+2NH₃═N₂H₄+Cl^-+H₂O，
故答案為：ClO^-+2NH₃═N₂H₄+Cl^-+H₂O；
（3）N₂H₄在O₂中完全燃燒生成14gN₂，完全燃燒恢復(fù)至101kPa、25℃，放出312kJ熱量，同時應(yīng)生成水，14g N₂的物質(zhì)的量=$\frac{14g}{28g/mol}$=0.5mol，則1mol N₂H₄完全燃燒方程式的熱量為624kJ，故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624 kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624 kJ/mol；
（4）將SO₂通入NaClO的堿性溶液，ClO^-將SO₂氧化為SO₄^2-，自身被還原為Cl^-，反應(yīng)的離子方程式為ClO^-+SO₂+2OH^-═Cl^-+SO₄^2-+H₂O，
故答案為：ClO^-+SO₂+2OH^-═Cl^-+SO₄^2-+H₂O；
（5）N₂H₄-空氣燃料電池是一種環(huán)境友好的堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30% KOH溶液，總反應(yīng)為生成氮氣與水，故負極為N₂H₄失去電子，堿性條件下生成氮氣與水，該燃料電池的負極反應(yīng)式為N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑；
（6）①平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，A、B兩點溫度不變，所以A、B兩點的平衡常數(shù)相等，故答案為：=；
②發(fā)生反應(yīng)：2SO₂+O₂?2SO₃，有兩只密閉容器甲和乙，甲容器有一個可移動的活塞，能使容器內(nèi)保持恒壓，乙容器能保持恒容．起始時分別向兩容器內(nèi)充入2molSO₃氣體，在相同的溫度和壓強下發(fā)生反應(yīng)并達到平衡，逆反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，乙中壓強增大，故乙的壓強較甲中壓強大，
A．壓強越高反應(yīng)速率越快，故平均反應(yīng)速率：乙＞甲，故A錯誤；
B．乙到達的平衡等效為在甲的平衡的基礎(chǔ)增大壓強，相對甲而言，增大壓強平衡向正反應(yīng)方向移動，故平衡時O₂的物質(zhì)的量：甲＞乙，故B錯誤；
C．由B中分析可知，平衡時乙中參加反應(yīng)的三氧化硫相對較少，故平衡時SO₃的轉(zhuǎn)化率：甲＞乙，故C正確；
D．由B中分析可知，平衡時SO₃的體積分數(shù)：甲＜乙，故D錯誤，
故選：C．

點評 本題與無機物推斷、電子式、熱化學(xué)方程式、原電池、平衡常數(shù)、等效平衡等，題目綜合性較大，推斷物質(zhì)是解題的關(guān)鍵，難度中等．