Question

（2009?合肥三模）A、B、C、D、E是中學常見的單質，X是化合物．A為金屬，原子最外層p軌道上只有一個電子，可與NaOH溶液反應；B是常見的金屬，其基態原子的外圍電子排布式為3d⁶4s²；常溫下C是氣態非金屬單質，可以燃燒；D是空氣主要成分之一，可與C發生重要工業反應生成X；E是固體非金屬單質，在氧氣中燃燒時有明亮的藍紫色火焰．根據上述物質的信息，回答下列有關問題：
（1）寫出單質B與Cl₂的反應產物與X的水溶液反應的離子方程式：

Fe³⁺+3NH₃?H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺

．B單質在海水中易發生電化學腐蝕，寫出電化學腐蝕的正極電極方程式：

O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-

．
（2）已知單質E的燃燒熱為296.8kJ/mol，寫出表示E燃燒熱的熱化學方程式：

S（g）+O₂（g）═SO₂（g）；△H=-296.8kJ/mol

．
（3）寫出A的氧化物與NaOH溶液反應的離子方程式：

Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O

．
（4）將0.40molC和0.20molD充入2L的密閉容器中，在一定條件下反應生成X，有關C、D、X三者的物質的量的變化與時間的關系如圖所示：
①若t₁=10min 則0～t₁時間內C物質的平均反應速率為

0.0075mol/（L?min）

；該反應平衡常數表達式為

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

．
②該反應在t₂時達到平衡，根據圖中曲線變化情況判斷，t₁時刻改變的反應條件可能是

a

（填序號）
a．加入了催化劑        b．降低了反應溫度     c．向容器中又充入了氣體D．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E是中學常見的單質，X是化合物．A為金屬，原子最外層p軌道上只有一個電子，則A處于第ⅢA族，可與NaOH溶液反應，故A為鋁；B是常見的金屬，其基態原子的外圍電子排布式為3d⁶4s²，原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，是26號元素，則B為鐵；E是固體非金屬單質，在氧氣中燃燒時有明亮的藍紫色火焰，則E為硫；常溫下C是氣態非金屬單質，可以燃燒，則C為氫氣；D是空氣主要成分之一，可與C發生重要工業反應生成X，則D為氮氣，X為氨氣．

解答：解：A、B、C、D、E是中學常見的單質，X是化合物．A為金屬，原子最外層p軌道上只有一個電子，則A處于第ⅢA族，可與NaOH溶液反應，故A為鋁；B是常見的金屬，其基態原子的外圍電子排布式為3d⁶4s²，原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，是26號元素，則B為鐵；E是固體非金屬單質，在氧氣中燃燒時有明亮的藍紫色火焰，則E為硫；常溫下C是氣態非金屬單質，可以燃燒，則C為氫氣；D是空氣主要成分之一，可與C發生重要工業反應生成X，則D為氮氣，X為氨氣．
故A為鋁；B為鐵；C為氫氣；D為氮氣，E為硫；X為氨氣．
（1）鐵與氯氣反應生成氯化鐵，氯化鐵與氨水反應生成氫氧化鐵沉淀與氯化銨，反應離子方程式為Fe³⁺+3NH₃?H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺．鐵在海水中發生吸氧腐蝕，原電池正極發生還原反應，氧氣在正極放電，電化學腐蝕的正極電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．
故答案為：Fe³⁺+3NH₃?H₂O═Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．
（2）S的燃燒熱為296.8kJ/mol，硫燃燒熱的熱化學方程式為S（g）+O₂（g）═SO₂（g）；△H=-296.8kJ/mol．
故答案為：S（g）+O₂（g）═SO₂（g）；△H=-296.8kJ/mol．
（3）氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應，生成偏鋁酸鈉與水，反應的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O．
故答案為：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O．
（4）將0.40molC和0.20molD充入2L的密閉容器中，在一定條件下反應生成X，有關C、D、X三者的物質的量的變化與時間的關系如圖所示：
①由圖可知，10min內C的物質的量變化為0.4mol-0.25mol=0.15mol，所以v（C）=

0.15mol 2L

10min

=0.0075mol/（L?min），
該反應方程式為N₂+3H₂?2NH₃，該反應平衡常數表達式為k=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

．
故答案為：0.0075mol/（L?min）；

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

．
②由圖可知t₁時刻瞬間反應混合物的物質的量不變，隨后C、D較小，X增加，反應向正反應進行，單位時間內反應混合物的物質的量變化更大，該反應為體積減小的放熱反應．
a．加入了催化劑，瞬間反應混合物的物質的量不變，反應速率加快，故a正確；
b．降低了反應溫度，反應速率降低，單位時間內反應混合物的物質的量變化減小，故b錯誤；
c．向容器中又充入了氣體D，瞬間D的物質的量應該增大，瞬間反應混合物的物質的量不變，故c錯誤．
故選：a．

點評：考查元素化合物推斷、熱化學反應方程式、原電池、化學平衡等，難度中等，推斷化合物是關鍵，需對元素化合物知識熟練掌握．注意（2）中燃燒熱的熱化學反應方程式書寫，可燃物為1mol；（4）②t₁時刻未達平衡．