Question

下表所列是元素周期表部分短周期的主族元素

	W	X	Y
R				Z

已知R為地殼中含量最多的金屬元素．
（1）寫出Z的原子結構示意圖

 

．
（2）W與氫原子形成6原子分子的結構簡式

 

．
（3）超細RX粉末被應用于大規(guī)模集成電路領域．其制作原理為R₂Y₃、X₂、W在高溫下反 應生成兩種化合物，這兩種化合物均由兩種元素組成，且原子個數比均為1：1；其反應的化學 方程式為

 

o
（4）X最高價氧化物對應水化物與X氣態(tài)氫化物反應的生成物溶于水中，所得溶液離子濃度從大到小的順序是

 

．
（5）火箭發(fā)動機的燃料胼（N₂H₄）與氧化劑N₂0₄反應生成N₂和水蒸氣．
已知①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1 
寫出肼和N₂O₄反應的熱化學方程式

 

o
（6）溫度為T℃時，向2.0L恒容密閉容器中充入1.00mol PCl₅，反應PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）經過一段時間（t）后達到平衡．反應過程中測定的部分數據見下表：

t/s	0	50	150	250	350
n（PCl3）/mol	0	0.16	0.19	0.20	0.20

相同溫度下，起始時向容器中充入1.00mol PCl₅、0.20mol PCl₃和0.40mol Cl₂，反應達到 平衡前v（正）

 

v（逆）（填“＞”或“=”或“＜”）；原因是

 

．

Answer 1

分析：R為地殼中含量最多的金屬元素，則R為Al元素，由短周期主族元素在元素周期表中的相對位置可知，W為C元素、X為N元素、Y為O元素、Z為Cl元素，
（1）Cl原子核外有17個電子，各層電子數為2、8、7；
（2）C與氫原子形成6原子分子為C₂H₄；
（3）Al₂O₃、N₂、C在高溫下反應生成兩種化合物，這兩種化合物均由兩種元素組成，且原子個數比均為1：1，則該兩種化合物為AlN、CO；
（4）N最高價氧化物對應水化物與N氣態(tài)氫化物反應的生成物為NH₄NO₃，溶液中銨根離子水解，溶液呈酸性，據此解答；
（5）根據蓋斯定律書寫肼和N₂O₄反應的熱化學方程式；
（6）計算該溫度下平衡常數及起始的濃度商Qc，結合濃度商與平衡常數關系判斷反應進行方向，據此解答．

解答：解：R為地殼中含量最多的金屬元素，則R為Al元素，由短周期主族元素在元素周期表中的相對位置可知，W為C元素、X為N元素、Y為O元素、Z為Cl元素，
（1）Cl原子核外有17個電子，各層電子數為2、8、7，原子結構示意圖為，故答案為：；
（2）C與氫原子形成6原子分子為C₂H₄，結構簡式為CH₂=CH₂，故答案為：CH₂=CH₂；
（3）Al₂O₃、N₂、C在高溫下反應生成兩種化合物，這兩種化合物均由兩種元素組成，且原子個數比均為1：1，則該兩種化合物為AlN、CO，反應方程式為：Al₂O₃+N₂+3C

高溫  .

2AlN+3CO，故答案為：Al₂O₃+N₂+3C

高溫  .

2AlN+3CO；
（4）N最高價氧化物對應水化物與N氣態(tài)氫化物反應的生成物為NH₄NO₃，溶液中銨根離子水解，溶液呈酸性，故溶液中離子濃度c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故答案為：c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（5）已知①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1 
根據蓋斯定律，②×2-①得2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4 kJ/mol，
故答案為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4 kJ/mol；
（6）平衡時PCl₃為0.20mol，其濃度為0.1mol/L，則：
             PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
開始（mol/L）：0.5         0        0
變化（mol/L）：0.1       0.1      0.1
平衡（mol/L）：0.4       0.1      0.1
故平衡常數k=

0.1×0.1

0.4

=0.025，
相同溫度下，起始時向容器中充入1.00mol PCl₅、0.20mol PCl₃和0.40mol Cl₂，體積為2L，故PCl₅、PCl₃、Cl₂濃度分別為0.5mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，起始的濃度商Qc=

0.1×0.2

0.5

=0.04，大于平衡常數，故反應向逆反應進行，故v（正）＜v（逆），
故答案為：＜；濃度商Qc=

0.1×0.2

0.5

=0.04＞平衡常數k=

0.1×0.1

0.4

=0.025，反應向逆反應進行，所以逆反應速率大于正反應速率．

點評：本題以元素推斷為載體，考查常用化學用語、鹽類水解、熱化學方程式書寫、平衡常數計算與應用等，難度中等，注意掌握平衡常數的應用．