Question

已知A～G有如圖所示的轉化關系（部分生成物已略去），其中A、G為單質，D是能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍色的氣體，E、F均能與NaOH溶液反應。

請回答下列問題：
（1）寫出F的電子式：             
（2）①C溶液與D反應的離子方程式為                                        
②F溶液與NaOH溶液共熱反應的化學方程式為                               
（3）①請用離子方程式解釋C溶液為何顯酸性                          
②F溶液中離子濃度由大到小的順序為                                
（4）將5.4gA投入200mL 2.0mol/L某溶液中有G單質產生，且充分反應后有金屬剩余，則該溶液可能是        （填代號）
A．HNO₃溶液      B．H₂SO₄溶液    C．NaOH溶液  D．HCl溶液
（5）將1molN₂和3molG及催化劑充入容積為2L的某密閉容器中進行反應，已知該反應為放熱反應。平衡時，測得D的物質的量濃度為a mol/L。
①如果反應速率v(G)＝1.2mol/(L·min)，則v(D)＝       mol/(L·min)
②在其他條件不變的情況下，若起始時充入0.5molN₂和1.5molG達到平衡后，D的物質的量濃度      （填“大于”、“小于”或“等于”）a/2 mol/L。
③該條件下的平衡常數為            （用含a的代數式表示）

Answer 1

（1）
（2）①Al³⁺+ 3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄⁺      ②NH₄Cl＋NaOH=NaCl＋NH₃↑＋H₂O
（3）①Al³⁺＋3H₂OAl(OH)₃＋3H⁺    ②c(Cl^-) > c(NH₄⁺) > c(H⁺)>c(OH^-)
（4）D
（5）①0.8 ②小于 ③

解析試題分析：根據題目給定的信息機相應的轉化關系可知：A：Al；B:Al₂O₃;C:AlCl₃;D:NH₃;E:Al(OH)₃;F:NH₄Cl;G:H₂.（1）氯化銨的電子式略。（2）①C溶液與D反應的離子方程式為：Al³⁺+ 3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄⁺。②F溶液與NaOH溶液共熱反應的化學方程式為NH₄Cl＋NaOHNaCl＋NH₃↑＋H₂O。（3）①AlCl₃是強酸弱堿鹽。弱堿根離子水解消耗水電離產生的氫氧根離子，破壞了水的電離平衡，促使水進行電離。最終溶液中氫離子的濃度大于氫氧根離子的濃度。溶液顯示酸性。離子方程式為：Al³⁺＋3H₂OAl(OH)₃＋3H⁺。②NH₄Cl發生電離：NH₄Cl=NH₄⁺+Cl^-。由于NH₄⁺發生水解反應要消耗，所以C(Cl-)>C(NH₄⁺)，消耗了水電離產生的OH-離子，最終導致C(H+)>C(OH-)。但鹽的水解程度是和微弱的。所以溶液中各離子的濃度大小順序是：c(Cl^-) > c(NH₄⁺) > c(H⁺)>c(OH^-)。（4）能和Al反應放出H₂。則某溶液為酸溶液或強堿溶液。硝酸有強的氧化性，一般和金屬發生反應不放出氫氣。2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑; 2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+ 3H₂↑.溶液n(Al)=" 5.4g÷27g/mol=0.2mol." 由于充分反應后金屬有剩余，說明酸或堿不足量。若為酸則n(H⁺)<3 n(Al)=3×0.2mol=0.6mol.n(酸)="0.2×2mol=0.4mol." n(H⁺)="a" n(酸)= 0.4a<0.6mol,所以只能是HCl；若為強堿，則n(OH-)=n(堿)=0.4mol,比Al多，金屬灰完全反應。不成立。所以選項為：D。（5）N₂+3H₂2NH₃。在反應方程式中V(H₂)：V(NH₃)="3:2." V(H₂)= 1.2mol/(L·min)，則V(NH₃)＝2/3 V(H₂)="2//3×1.2mol/(L·min)=0.8" mol/(L·min). ②在其他條件不變的情況下，假如平衡不移動，若起始時充入0.5molN₂和1.5molG。達到平衡后，D的物質的量濃度為a/2 mol/L。但是根據平衡移動原理：在其它條件不變的情況下，減小反應物的濃度，化學平衡向逆反應方向移動。所以達到平衡后，D的物質的量濃度要小于a/2 mol/L。③化學平衡常數是可逆反應達到化學平衡時各生成物濃度冪指數的乘積與各反應物濃度冪指數的乘積的比。即K=。
考點：考查元素的推斷、元素及化合物的性質、外界條件對化學平衡影響的計算等知識。