Question

Ⅰ、A、B、C、D、E為五種常見的短周期元素，常溫下，A、B可形成B₂A₂和B₂A兩種液態(tài)化合物，B與D可組成分子X，X水溶液呈堿性，C元素的焰色反應呈黃色，E與C同周期，且E的最高價氧化物的水化物呈兩性．試回答：
（1）D元素在周期表中的位置為

 

．
（2）A、D、E三種元素形成的鹽化學式E（DA₃）₃的水溶液呈酸性，用離子方程式解釋其原因

 

；
（3）用A單質(zhì)和B單質(zhì)可制取氣體燃料電池，該電池用多孔的惰性電極浸入濃KOH溶液，兩極分別通入A單質(zhì)和B單質(zhì)．寫出該電池負極的電極反應式：

 

．
Ⅱ．某溫度下在容積固定的密閉容器中，下列反應達到平衡：
M（g）+H₂O（g）?N（g）+H₂（g）

起始n（M）：n（H2O）	M轉(zhuǎn)化率	H2O轉(zhuǎn)化率
1：1	0.5	0.5
1：2	0.67	0.33
1：3	0.75	0.25

①該反應的平衡常數(shù)為

 

．該溫度下，向容器中充入1mol M、3mol H₂O、2mol N、1.5mol H₂，則起始時該反應速率V_正

 

V_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
②結(jié)合表中數(shù)據(jù)，判斷下列說法中正確的是

 

．
A．增加H₂O（g）的量，M的轉(zhuǎn)化率升高而H₂O（g）的轉(zhuǎn)化率降低
B．若M與H₂O（g）的轉(zhuǎn)化率相同時，二者的初始投入量一定相同
C．M和H₂O（g）初始物質(zhì)的量之比等于二者轉(zhuǎn)化率之比
D．當M與H₂O（g）物質(zhì)的量之比為1：4時，M的轉(zhuǎn)化率為0.85
③該溫度下，向容器中充入2mol M、2mol H₂O，當達平衡時放出a KJ熱量，則該反應的△H=

 

．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關系應用,化學平衡的計算

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學平衡專題

分析：Ⅰ、A、B、C、D、E為五種常見的短周期元素，常溫下，A、B可形成B₂A₂和B₂A兩種液態(tài)化合物，則兩種液態(tài)化合物為H₂O₂和H₂O，則A為O元素，B與D可組成分子X，X水溶液呈堿性，則X為氨氣，故D為N元素，所以B為H元素，C元素的焰色反應呈黃色，則C為Na元素，E與C同周期，且E的最高價氧化物的水化物呈兩性，則E為Al元素，據(jù)此答題；
Ⅱ．①根據(jù)平衡常數(shù)K=

生成物平衡濃度冪次方乘積

反應物平衡濃度冪次方乘積

來書寫；計算出此溫度下的平衡常數(shù)K的數(shù)值，與濃度商Qc作比較，即得出V_正和V_逆的大小關系；
②A、通過表中的數(shù)據(jù)即可得出結(jié)論；
B、根據(jù)轉(zhuǎn)化率=

△n

n

來分析；
C、CO和H₂O（g）的轉(zhuǎn)化率之比等于計量數(shù)之比；
D、結(jié)合平衡常數(shù)進行計算；
③2molM、2mol H₂O，當達平衡時放出a KJ熱量，依據(jù)平衡常數(shù)分析可知，轉(zhuǎn)化率為0.5，反應1molM放出akJ的熱量．

解答： 解：Ⅰ、A、B、C、D、E為五種常見的短周期元素，常溫下，A、B可形成B₂A₂和B₂A兩種液態(tài)化合物，則兩種液態(tài)化合物為H₂O₂和H₂O，則A為O元素，B與D可組成分子X，X水溶液呈堿性，則X為氨氣，故D為N元素，所以B為H元素，C元素的焰色反應呈黃色，則C為Na元素，E與C同周期，且E的最高價氧化物的水化物呈兩性，則E為Al元素，
（1）D為N元素，N元素在周期表中的位置為：第二周期第VA族，故答案為：第二周期第VA族；
（2）A、D、E三種元素形成的鹽為Al（NO₃）₃，鋁離子在溶液中水解溶液呈酸性，其水解的離子方程式為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（3）堿性氫氧燃料電池中，氫氣在負極失電子生成水，其負極的電極反應式為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，
故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
Ⅱ．①平衡常數(shù)K=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

； 化學平衡常數(shù)k只受溫度的影響，在此溫度下，當n（CO）：n（H₂O）=1：1時，平衡時CO（g）、H₂O（g）、CO₂（g）、H₂（g）的濃度相等，即化學平衡常數(shù)K=

c(CO2)c(H2)

c(CO)c(H2O)

=1，在該溫度下，向容器中充入1molCO、3mol H₂O、2mol CO₂、1.5molH₂時，濃度商Qc=

生成物平衡濃度冪次方乘積

反應物平衡濃度冪次方乘積

=1=K，即為平衡狀態(tài)，故V_正=V_逆，
故答案為：1；=；
②A、從表中數(shù)據(jù)可知增加H₂O（g）的量，CO的轉(zhuǎn)化率升高而H₂O（g）的轉(zhuǎn)化率降低，故A正確；
B、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率=

△n

n

，而根據(jù)反應可知：△n（CO）：△n（H₂O）=計量數(shù)之比=1：1，故若CO與H₂O（g）的轉(zhuǎn)化率相同時，二者的初始投入量一定相同，B正確；
C、CO和H₂O（g）的轉(zhuǎn)化率之比等于計量數(shù)之比，與初始物質(zhì)的量成反比，故C錯誤；
D、由計算可知，此溫度下反應的平衡常數(shù)K=1．設CO與H₂O（g）的初始物質(zhì)的量濃度分別為1mol/L和4mol/L，達平衡時，CO的△C（CO）為Xmol/L，
則根據(jù)三段式有：
       CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
初始：1mol/L        4mol/L       0mol/L   0mol/L
△C：Xmol/L         Xmol/L       Xmol/L   Xmol/L
平衡：（1-X）mol/L （4-X）mol/L   Xmol/L   Xmol/L
根據(jù)平衡常數(shù)K=

X2

(1-X)(4-X)

=1，解得：X=0.8mo/L，故 CO的轉(zhuǎn)化率=

0.8mol/L

1mol/L

×100%=80%，故D錯誤．
故選AB；
③2molM、2mol H₂O，當達平衡時放出a KJ熱量，和1molM、1mol H₂O起始量達到相同的平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)為1，即轉(zhuǎn)化率為0.5，反應1molM放出akJ的熱量，即該反應的△H=-akJ/mol，
故答案為：-aKJ/mol．

點評：本題考查了結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關系、鹽類水解、原電池、氧化還原反應的計算及化學平衡的計算，綜合性較強，對學生分析能力和計算能力的要求較高，難度中等．