Question

某短周期元素原子最外層電子數為次外層的2倍，其單質甲可發生：

甲+乙丙+丁+水。

(1)若丙為NO₂。

①甲與乙反應的化學方程式為                                 。

② NO₂可作火箭重要燃料—肼（N₂H₄）的助燃劑。N₂(g)+2O₂(g)＝2NO₂(g) △H=+67.7kJ·mol^-1，2N₂H₄(g)+2NO₂(g)＝3N₂(g)+4H₂O(g) △H=—1135.7 kJ·mol^-1，寫出肼(N₂H₄)燃燒生成氮氣和水蒸氣的熱化學方程式：                             。

③二甲醚（CH₃OCH₃）也被稱為21世紀的新型燃料，在未來可能替代汽油、液化氣、煤氣等，“二甲醚燃料電池”是一種綠色電源，其工作原理如圖所示。b電極是        極，寫出a電極上發生的電極反應式                                        。

(2)若丙為SO₂。

①把乙滴入硫酸銅晶體，觀察到的現象是                             。

②完成SO₂使KMnO₄褪色的離子方程式：

    MnO₄^- +   SO₂ +       =     Mn²⁺ +     SO₄^2- +     H⁺

③一定條件下：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g) △H<0。反應的平衡常數表達式K=     ；反應達平衡時，若改變其中一個條件x，則符合圖中曲線的是         

a．x表示溫度，y表示n(SO₂)    b．x表示壓強，y表示SO₂的轉化率

c．x表示n(SO₂)，y表示n(O₂)   d．x表示n(SO₃)，y表示化學平衡常數K

 

Answer 1

【答案】

C+4HNO₃(濃)CO₂+4NO₂↑+2H₂O

N₂H₄(g)+O₂(g)＝N₂(g)+2H₂O(g) △H＝－534kJ/mol；正   CH₃OCH₃＋3H₂O－12e^－＝2CO₂＋12H⁺

（2）①藍色晶體變白色粉末 ②2MnO₄^－＋5SO₂＋2H₂O＝2Mn^2＋＋5SO₄^2－＋4H^＋  ③(2分)； c(2分)

【解析】

試題分析：某短周期元素原子最外層電子數為次外層的2倍，則該元素是碳元素。

（1）①若丙為NO₂，則乙是濃硝酸，因此甲與乙反應的化學方程式是C＋4HNO₃(濃)CO₂＋4NO₂↑＋2H₂O。

②根據蓋斯定律可知，（①+②）÷2即得到N₂H₄(g)+O₂(g)＝N₂(g)+2H₂O(g)，所以該反應的反應熱△H＝（＋67.7kJ/mol－1135.7 kJ/mol）÷2＝—534kJ/mol。

③b電極通入的是氧氣，實驗題b極是正極。A極通入二甲醚，作負極，電極反應式是CH₃OCH₃＋3H₂O－12e^－＝2CO₂＋12H⁺。

（2）①若丙為SO₂，則乙是濃硫酸。濃硫酸具有吸水性，所以把乙滴入硫酸銅晶體，觀察到的現象是藍色晶體變白色粉末。

②錳元素的化合價降低5個單位，S元素的化合價所給2個單位，所以根據電子得失守恒可知，SO₂使KMnO₄褪色的離子方程式2MnO₄^－＋5SO₂＋2H₂O＝2Mn^2＋＋5SO₄^2－＋4H^＋。

③化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，則根據方程式可知，平衡常數K＝。正方應是體積減小的放熱的可逆反應，則升高溫度，平衡向逆反應方向移動，SO₂的物質的量增加，A不正確；增大壓強，平衡向正反應方向移動，SO₂的轉化率增大，B不正確；增大SO₂的濃度，平衡向正反應方向移動，O₂的物質的量減少，C正確；平衡常數只與溫度有關系，D不正確，答案選C。

考點：考查反應熱的計算、平衡常數的計算、平衡狀態的判斷、電極反應式的書寫以及外界條件對反應速率和平衡狀態的影響

點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，難易適中，貼近高考，側重對學生能力的培養和解題方法的指導，有助于培養學生邏輯推理能力，提高學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力。