Question

（2011?漳州一模）某短周期主族元素的原子最外層電子數為次外層的2倍，其單質甲可發生如下反應：
甲+乙

△

丙+丁+水．
（1）若丙為NO₂．
①甲與乙反應的化學方程式為

C+4HNO₃（濃）

△  .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O

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

N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ?mol^-1

．
（2）若丙為SO₂．
①把乙滴入硫酸銅晶體，觀察到的現象是

藍色晶體變白色

．
②SO₂能使酸性KMnO₄溶液紫紅色褪去，完成下列離子方程式：
MnO₄^-+SO₂+

2H₂O

=Mn²⁺+SO₄^2-+H⁺
③SO₂在一定條件下，發生：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H＜0反應．
該反應的化學平衡常數K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

（填表達式）；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

c

（填序號）．
a．x表示溫度，y表示SO₂的物質的量
b．x表示壓強，y表示SO₂的轉化率
c．x表示SO₂的物質的量，y表示O₂的物質的量
d．x表示SO₃的物質的量，y表示化學平衡常數K．

Answer 1

分析：短周期主族元素的原子最外層電子數為次外層的2倍，該原子有2個電子層，最外層電子數為4，為C元素，其單質甲為C單質，可以發生：甲+乙

△

丙+丁+水，故乙含有H元素、O元素；
（1）若丙為NO₂，由轉化關系可知，乙為HNO₃，丁為CO₂；
①碳與濃硝酸反應生成二氧化碳、二氧化氮、水；
②根據蓋斯定律構造目標方程式；
（2）若丙為SO₂，由轉化關系可知，乙為H₂SO₄，丁為CO₂；
①濃硫酸具有吸水性；
②根據化合價升降相等，利用最小公倍數配平，根據元素守恒判斷缺項物質；
③平衡常數指各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值；
由圖象可知，隨x的增大y值降低，結合選項判斷平衡移動進行解答：
a．該反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應反應，SO₂的物質的量增大；
b．反應為氣體物質的量減小的反應，增大壓強平衡向正反應移動，SO₂的轉化率增大；
c．增大SO₂的物質的量，平衡向正反應移動，O₂的物質的量減小；
d．化學平衡常數只受溫度影響，與濃度無關，溫度不變，平衡常數不變．

解答：解：短周期主族元素的原子最外層電子數為次外層的2倍，該原子有2個電子層，最外層電子數為4，為C元素，其單質甲為C單質，可以發生：甲+乙

△

丙+丁+水，故乙含有H元素、O元素；
（1）若丙為NO₂，由轉化關系可知，乙為HNO₃，丁為CO₂；
①碳與濃硝酸反應生成二氧化碳、二氧化氮、水，反應方程式為：C+4HNO₃（濃）

△  .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
故答案為：C+4HNO₃（濃）

△  .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
②已知：Ⅰ、N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ?mol^-1，
Ⅱ、2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7kJ?mol^-1．
根據蓋斯定律，Ⅰ+Ⅱ得2N₂H₄（g）+2O₂（g）=2N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1068kJ?mol^-1；
即N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ?mol^-1；
故答案為：N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ?mol^-1；
（2）若丙為SO₂，由轉化關系可知，乙為H₂SO₄，丁為CO₂；
①把硫酸滴入硫酸銅晶體中，濃硫酸具有吸水性，藍色晶體變白色；
故答案為：藍色晶體變白色；
②反應中MnO₄^-→Mn²⁺，Mn元素化合價由+7降低為+2，總共降低5價，SO₂→SO₄^2-，S元素化合價由+4升高為+6，總共升高2價，化合價升降最小公倍數為10，故MnO₄^-系數為2，故SO₂系數為5，根據元素守恒故Mn²⁺系數為2，故SO₄^2-系數為5，由電荷守恒故H⁺系數為4，根據元素守恒可知缺項為H₂O，故H₂O系數為2，配平后為：②2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：2、5、2H₂O、2、5、4；
③平衡常數指各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，故可逆反應2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的平衡常數K=

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

；
由圖象可知，隨x的增大y值降低，
a．該反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應反應，SO₂的物質的量增大，圖象與實際不相符，故a錯誤；
b．反應為氣體物質的量減小的反應，增大壓強平衡向正反應移動，SO₂的轉化率增大，圖象與實際不相符，故b錯誤；
c．增大SO₂的物質的量，平衡向正反應移動，O₂的物質的量減小，圖象與實際相符合，故c正確；
d．化學平衡常數只受溫度影響，與濃度無關，溫度不變，平衡常數不變，圖象與實際不相符，故d錯誤；
故答案為：

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

；c．

點評：本題以物質轉化關系的形式考查N、S等元素單質及其化合物之間的相互轉化關系、熱化學方程式等化學用語的書寫、氧化還原反應配平、平衡常數與平衡移動等，難度不大，注意基礎知識的掌握．