Question

A、B、C、D、E是短周期元素組成的中學常見的物質(zhì)，它們的轉化關系如圖所示（部分產(chǎn)物和反應條件略去）：
（1）若C為當今需要減排的一種熱點溫室氣體，A和E是一種氣體氧化物，則①反應的化學反應方程式為

 

，X的化學式為

 

．
（2）若D為白色膠狀難溶物，且與A摩爾質(zhì)量相等，則A的化學式為

 

，反應③的離子方程式為

 

．
（3）若A為CO，則D的化學式為

 

；t℃時，在2L密閉容器中加入3molCO和0.75mol水蒸氣，達到平衡時，CO的轉化率為20%，在相同溫度下再加入3.75mol 水蒸氣，再次達到平衡時，CO的總轉化率為

 

．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：

分析：A、B、C、D、E是短周期元素組成的中學常見的物質(zhì)，
（1）若C為當今需要減排的一種熱點溫室氣體，則C是CO₂，A和E是一種氣體氧化物，A能和水反應，和水反應生成一種氧化物，B能和某種物質(zhì)反應生成CO₂，則X是碳酸鹽，B是酸，只有NO₂能和水反應生成一種酸和氧化物，所以A是NO₂、B是HNO₃、E是NO，X全部由短周期元素組成，應該為Na₂CO₃，則D是NaHCO₃；
（2）若D為白色膠狀難溶物，且是由短周期元素組成的化合物，所以D是Al（OH）₃，且與A摩爾質(zhì)量相等，則A是Na₂O₂，過氧化鈉能和水反應生成NaOH和O₂，所以B是NaOH、E是O₂，NaOH和AlCl₃反應生成NaAlO₂，NaAlO₂和AlCl₃反應生成Al（OH）₃；
（3）若A為CO，CO和水蒸氣反應生成CO₂和H₂，CO₂能和堿反應生成碳酸鹽、碳酸氫鹽，所以B是CO₂、E是H₂，X全部由短周期元素組成，則X是NaOH，C是NaHCO₃、D是Na₂CO₃，再結合題目解答．

解答： 解：A、B、C、D、E是短周期元素組成的中學常見的物質(zhì)，
（1）若C為當今需要減排的一種熱點溫室氣體，則C是CO₂，A和E是一種氣體氧化物，A能和水反應，和水反應生成一種氧化物，B能和某種物質(zhì)反應生成CO₂，則X是碳酸鹽，B是酸，只有NO₂能和水反應生成一種酸和氧化物，所以A是NO₂、B是HNO₃、E是NO，X全部由短周期元素組成，應該為Na₂CO₃，則D是NaHCO₃，
通過以上分析知，反應①為二氧化氮和水的反應，方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，X的化學式為Na₂CO₃，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；Na₂CO₃；
（2）若D為白色膠狀難溶物，且是由短周期元素組成的化合物，所以D是Al（OH）₃，且與A摩爾質(zhì)量相等，則A是Na₂O₂，過氧化鈉能和水反應生成NaOH和O₂，所以B是NaOH、E是O₂，NaOH和AlCl₃反應生成NaAlO₂，NaAlO₂和AlCl₃反應生成Al（OH）₃，所以A的化學式為Na₂CO₃，反應③的離子方程式為Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案為：Na₂CO₃；Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（3）若A為CO，CO和水蒸氣反應生成CO₂和H₂，CO₂能和堿反應生成碳酸鹽、碳酸氫鹽，所以B是CO₂、E是H₂，X全部由短周期元素組成，則X是NaOH，C是NaHCO₃、D是Na₂CO₃，所以D的化學式為Na₂CO₃，
該反應方程式為CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），第一次平衡時CO的轉化率為20%，則轉化的物質(zhì)的量=3mol×20%=0.6mol，
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
0.6mol 0.6mol 0.6mol 0.6mol
2.4mol 0.15mol 0.6mol 0.6mol
平衡濃度分別為c（CO）=

2.4mol

2L

=1.2mol/L、c（H₂O）=

0.15mol

2L

=0.075mol/L、c（CO₂）=
c（H₂）=

0.6mol

2L

=0.3mol/L，平衡常數(shù)K=

0.3×0.3

1.2×0.075

=1，
再次達到平衡時，設CO的轉化率為x
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
3xmol 3xmol   3xmol 3xmol
3（1-x）mol（4.5-3x）mol 3xmol 3xmol，
因為這幾種物質(zhì)的計量數(shù)都是1，所以其平衡濃度計量數(shù)次方之比與其物質(zhì)的量次方之比相同，所以平衡常數(shù)K=

3x×3x

3(1-x)．(4.5-3x)

=1，x=60%，
故答案為：Na₂CO₃；60%．

點評：本題考查無機推斷，根據(jù)物質(zhì)之間的轉化結合“全部由短周期元素組成”來推斷物質(zhì)，側重考查學生分析問題、知識運用能力，難點是化學平衡的計算，溫度不變其平衡常數(shù)不變，根據(jù)平衡常數(shù)解答即可，題目難度中等．