Question

Ⅰ．2013年初，霧霾天氣多次肆虐天津、北京等地區(qū)．其中，燃煤和汽車尾氣是造成空氣污染的原因之一．
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO（g）+2CO（g）

催化劑

2CO₂（g）+N₂（g）．△H＜0
①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式

 

．
②若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行t₁時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

（填代號(hào)）．

（2）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題．
煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH₄催化還原NO_X可以消除氮氧化物的污染．
已知：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ/mol
2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-56.9kJ/mol
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
寫出CH₄催化還原N₂O₄（g）生成N₂和H₂O（l）的熱化學(xué)方程式：

 

．
Ⅱ．A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中僅含有一種金屬元素，A和D最外層電子數(shù)相同；B、C和E在周期表中相鄰，且C、E同主族．B、C的最外層電子數(shù)之和等于D的原子核外電子數(shù)，A和C可形成兩種常見的液態(tài)化合物．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）C、D、E三種原子對(duì)應(yīng)的離子半徑由大到小的順序是

 

 （填具體離子符號(hào)）；A、B、C三種元素按1：7：12的質(zhì)量比組成的化合物中含有的化學(xué)鍵的類型屬于

 

．
（2）某金屬常用于制作易拉罐，該金屬制作的廢棄易拉罐能與 A、C、D組成的化合物溶液反應(yīng)，該反應(yīng)的離子方程式為：

 

．
（3）A、C兩元素的單質(zhì)與燒堿溶液組成燃料電池，其負(fù)極反應(yīng)式為

 

，用該電池電解1L1mol/L NaCl溶液，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L A₂時(shí)，所得溶液在常溫下的PH=

 

（假設(shè)電解過程中溶液的體積不變）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,熱化學(xué)方程式

專題：基本概念與基本理論,元素周期律與元素周期表專題

分析：Ⅰ．（1）①化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪乘積的比值；
②a、到達(dá)平衡后正、逆速率相等，不再變化；
b、到達(dá)平衡后，溫度為定值，平衡常數(shù)不變，結(jié)合反應(yīng)熱判斷隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)溫度變化，判斷溫度對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)的影響；
c、t₁時(shí)刻后二氧化碳、NO的物質(zhì)的量發(fā)生變化，最后不再變化；
d、到達(dá)平衡后各組分的含量不發(fā)生變化；
（2）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式；
Ⅱ．A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，C與B、E在周期表中相鄰，且C、E同主族，且C、E同主族，原子序數(shù)C大于A、B小于E，則C處于第二周期，E處于第三周期，所以B、C、E在周期表中的位置關(guān)系為，A和D最外層電子數(shù)相同，則二者處于同族，原子序數(shù)D大于C且小于E，則D為第三周期，其中僅含一種金屬元素，D應(yīng)為金屬，B、C的最外層電子數(shù)之和等于D的原子核外電子數(shù)，D的核外電子數(shù)為奇數(shù)，則D為鈉元素或鋁元素，若D為鈉元素，則A為氫元素，B為氮元素，C為氧元素，E為硫元素，A和C可形成化合物H₂O、H₂O₂，符合題意．若D為鋁元素，則A為硼元素，B為氧元素，C為氟元素，E為氯元素，A和C形成化合物，不符合題意，故A為氫元素，B為氮元素，C為氧元素，D為鈉元素，E為硫元素；甲為H₂O；乙為H₂O₂．

解答： 解：Ⅰ．（1）①已知反應(yīng)為：2NO（g）+2CO（g）

催化劑

2CO₂（g）+N₂（g），則K=

c2(CO2)?c(N2)

c2(NO)?c2(CO)

，故答案為：K=

c2(CO2)?c(N2)

c2(NO)?c2(CO)

；
②a、到達(dá)平衡后正、逆速率相等，不再變化，t₁時(shí)刻V_正最大，之后隨反應(yīng)進(jìn)行速率發(fā)生變化，未到達(dá)平衡，故a錯(cuò)誤；
b、該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，到達(dá)平衡后，溫度為定值，達(dá)最高，平衡常數(shù)不變，為最小，圖象與實(shí)際符合，故b正確，
c、t₁時(shí)刻后二氧化碳、NO的物質(zhì)的量發(fā)生變化，t₁時(shí)刻未到達(dá)平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；
d、NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為定值，t₁時(shí)刻處于平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：bd；
（2）已知：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-867kJ/mol①
2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H₂=-56.9kJ/mol②
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol③
根據(jù)蓋斯定律，①-②+④×2可得CH₄（g）+N₂O₄（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），故△H=-867kJ/mol-（-56.9kJ/mol）+2（-44.0）kJ/mol=-898.1kJ/mol 即CH₄（g）+N₂O₄（g）═N₂（g）+2H₂O（g）+CO₂（g）△H=-898.1kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+N₂O₄（g）═N₂（g）+2H₂O（g）+CO₂（g）△H=-898.1kJ/mol；
Ⅱ．A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，C與B、E在周期表中相鄰，且C、E同主族，且C、E同主族，原子序數(shù)C大于A、B小于E，則C處于第二周期，E處于第三周期，所以B、C、E在周期表中的位置關(guān)系為，A和D最外層電子數(shù)相同，則二者處于同族，原子序數(shù)D大于C且小于E，則D為第三周期，其中僅含一種金屬元素，D應(yīng)為金屬，B、C的最外層電子數(shù)之和等于D的原子核外電子數(shù)，D的核外電子數(shù)為奇數(shù)，則D為鈉元素或鋁元素，若D為鈉元素，則A為氫元素，B為氮元素，C為氧元素，E為硫元素，A和C可形成化合物H₂O、H₂O₂，符合題意．若D為鋁元素，則A為硼元素，B為氧元素，C為氟元素，E為氯元素，A和C形成化合物，不符合題意，故A為氫元素，B為氮元素，C為氧元素，D為鈉元素，E為硫元素；甲為H₂O；乙為H₂O₂；
（1）已知C、D、E三種原子對(duì)應(yīng)的離子為O^2-、Na⁺、S^2-，則離子半徑由大到小的順序是S^2-＞O^2-＞Na⁺； A、B、C分別為H、N、O，則種元素按1：7：12的質(zhì)量比組成的化合物為NH₄NO₃，其含有化學(xué)鍵為離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵；
故答案為：S^2-＞O^2-＞Na⁺； 離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵；
（2）易拉罐一般為鋁制的，鋁與A、C、D組成的化合物溶液即NaOH溶液反應(yīng)，其離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）氫氣、氧氣與燒堿溶液，組成的燃料電池，氫氣在負(fù)極放電，在堿性條件下生成水，電解反應(yīng)式為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
用該電池電解1L1mol/LNaCl溶液，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12LH₂時(shí)，氫氣的物質(zhì)的量=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，生成的NaOH物質(zhì)的量=0.05mol×2=0.1mol，故n（OH^-）=0.1mol/L，則c（H⁺）=

10-14

0.1

=10^-13，故溶液的pH=-lg10^-13=13，
故答案為：H₂-2e+2OH^-=2H₂O；13．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡圖象、影響化學(xué)平衡的因素、熱化學(xué)方程式書寫、原子結(jié)構(gòu)與元素位置關(guān)系、離子半徑比較、化學(xué)鍵、原電池和電解池原理的應(yīng)用等，題目綜合性較大，難度較大，是對(duì)知識(shí)的綜合利用、注意基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握．