Question

如圖1所示的轉化關系中（部分產物省略），A是由四種短周期元素組成的正鹽，H是一種既有氧化性又有還原性的氧化物，D、X分子都是10電子微粒．

試回答下列問題：
（1）A的化學式為______，D分子的結構式______．
（2）寫出上述轉化關系中所有復分解反應的化學方程式：
（3）室溫下，向pH=a的D的水溶液中加入等體積pH=b的G的水溶液，且a+b=14，充分反應后溶液中各種離子濃度由大到小的順序是______．
（4）已知：t℃時，2H（g）+Y（g）?2I（g）；△H=-196.6KJ/mol．
①t℃時，在一壓強恒定的密閉容器中，加入4molH和2molY反應，達到平衡后，放出354KJ的熱量，則Y的轉化率約為______（用百分數表示）．
②若在圖2的平衡體系中，再加入wmol氣態(tài)的I物質，t℃時達到新的平衡，此時H物質的物質的量n（H）=______mol．（填表達式）

Answer 1

解：依據H是一種既有氧化性又有還原性的氧化物通過氧化物的性質和化合價可知，該氧化物有中間價態(tài)，可以升高也可以降低，所學氧化物判斷H為二氧化硫；D、X分子都是10電子微粒并且和二氧化硫反應生成四種元素組成的正鹽，說明DX含有和二氧化硫反應的堿性氣體，推斷DX含有氨氣，從轉化關系X+Na₂O₂→Y+B，可知X為H₂O；所以依據反應D+H+X→A，A是由四種短周期元素組成的正鹽為（NH₄）₂SO₃；根據轉化關系X+Na₂O₂→Y+B；DEF；H+Y→I，可以判斷Y為氧氣，B為NaOH；結合轉化圖中的關系A+B→C+X+D，發(fā)生的反應為：（NH₄）₂SO₃+NaOH→NH₃+H₂O+Na₂SO₃，推斷C為Na₂SO₃，C+K→H （SO₂）；說明K為酸，H+Y→I 發(fā)生的反應為SO₂+O₂→SO₃； I+X→K發(fā)生的反應為SO₃+H₂O=H₂SO₄；推斷I為三氧化硫，K為硫酸；綜合分析轉化關系中DEFG，所發(fā)生的反應為：NH₃NONO₂HNO₃；
綜上所述轉化關系中各物質判斷為：A：（NH₄）₂SO₃； B：NaOH； C：Na₂SO₃； D：NH₃； E：NO； F：NO₂； G：HNO₃； H：SO₂； I：SO₃； K：H₂SO₄； X：H₂O； Y：O₂；
（1）通過上述分析推斷A為：（NH₄）₂SO₃；D為NH₃；氨氣的結構式為：
故答案為：：（NH₄）₂SO₃
（2）上述轉化關系中屬于復分解反應的轉化為：A+B→C+D+X；C+K→H，化學方程式為：（NH₄）₂SO₃+2NaOHNa₂SO₃+2NH₃↑+2H₂O；Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O
故答案為：：（NH₄）₂SO₃+2NaOHNa₂SO₃+2NH₃↑+2H₂O；Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O
（3）室溫下，向pH=a的NH₃的水溶液中加入等體積pH=b的HNO₃的水溶液，且a+b=14，充分反應后溶液中各種離子濃度由大到小的順序是；pH=a的NH₃的水溶液中C（OH^-）==10^-14+amol/L
pH=b的HNO₃的水溶液C（H+）=10^-bmol/L，a+b=14，所以C（OH^-）=10^-14+amol/L=10^-bmol/L，C（H⁺）=C（OH^-）等體積混合后反應，一水合氨過量，溶液中的離子濃度大小c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
故答案為：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
（4）①依據加入4molH和2molY反應，達到平衡后，放出354KJ的熱量，計算反應達到平衡后消耗的Y物質的量==1.8mol；化學平衡的三段式計算列式計算；
2H（g）+Y（g）?2I（g）；△H=-196.6KJ/mol．
起始量（mol） 4 2 0
變化量（mol） 3.6 1.8 3.6
平衡量（mol） 0.4 0.2 3.6
平衡后Y的轉化率==90%
②壓強恒定的密閉容器的平衡體系中，再加入wmol氣態(tài)的I物質，平衡逆向移動，溫度、壓強恒定的密閉容器，相當于又加入wmolH和0.5wmolY反應，
起始的量成正比，化學平衡等效，H 的百分含量相同，可以依據平衡計算，設此時轉化的H為Y，
2H（g）+Y（g）?2I（g）；△H=-196.6KJ/mol．
起始量（mol） w 0.5w 0
變化量（mol） y 0.5y y
平衡量（mol） w-y 0.5（w-y） y
則H的含量==
得到Y=0.9W
所以達到平衡后H的物質的量=0.4mol+w-0.9w=0.4+0.1w；
故答案為：0.4+0.1w
分析：依據題給信息，H是一種既有氧化性又有還原性的氧化物，結合所學判斷為SO₂，D、X分子都是10電子微粒能和二氧化硫反應生成四種短周期元素組成的正鹽A，說明DX有堿性的10電子微粒，判斷含有NH₃，所以D、X為水和氨氣，因此A為正鹽亞硫酸銨；轉化圖中X和過氧化鈉反應，確定X為水，D為氨氣，依據X+Na₂O₂→Y+B，DEF；H+Y→I，可以判斷Y為氧氣，B為氫氧化鈉，根據轉化關系結合物質的性質分析判斷A+B→C+X+D，發(fā)生的反應為：（NH₄）₂SO₃+NaOH→NH₃+H₂O+Na₂SO₃，推斷C為Na₂SO₃：X為H₂O；D為SO₂；根據轉化關系和物質性質依次判斷物質分析解答．依據化學平衡的三段式列式計算有關量．
點評：本題考查了元素化合物的性質變化和物質間的轉化關系，結合判斷出的物質性質進行離子濃度大小的判斷，化學平衡的計算，等效平衡的應用，關鍵是抓住轉化關系中的題眼和特征反應，結合題干中的信息進行分析判斷各反應和各物質是解決本題的重點方法，本題綜合性強，題目較難．