Question

目前，化學(xué)已發(fā)展成一門博大精深、內(nèi)涵豐富的自然科學(xué)，“化學(xué)發(fā)現(xiàn)”是推動化學(xué)學(xué)科發(fā)展的動力和源泉．請回答下列問題：
（1）英國化學(xué)家盧瑟福和他的學(xué)生丹麥物理學(xué)家玻爾建立了原子結(jié)構(gòu)模型．
①

37 17

CI的中子數(shù)為

 

，該氯原子與

23 11

Na原子形成的化合物的摩爾質(zhì)量為

 

，用電子式表示該化合物的形成過程

 

．
②O^2-的結(jié)構(gòu)示意圖為

 

，沸點H₂O

 

H₂S（填“＞”或“＜”）．
（2）．有H、D、T三種原子，把它們之間的關(guān)系填寫在空白處：
①在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，它們的單質(zhì)密度之比為

 

．
②1mol各單質(zhì)中，它們的質(zhì)子數(shù)之比為

 

．
③1g各單質(zhì)中，它們的質(zhì)子數(shù)之比為

 

；1g的D₂，T₂中的中子數(shù)之比為

 

．
④在同溫、同壓下，1L各種單質(zhì)氣體中所含電子數(shù)之比為

 

．
（3）1871年，俄國化學(xué)家門捷列夫不但發(fā)現(xiàn)了元素周期律，還科學(xué)地預(yù)言了一些新元素的存在，如“類鋁”元素鎵（元素符號：Ga）位于第四周期．
①鎵的族序數(shù)是

 

，鎵的最高價氧化物與鹽酸反應(yīng)的離子方程式是

 

．
②下表是短周期中部分元素的原子半徑及主要化合價．

元素代號	W	R	X	Y	Z
原子半徑/nm	0.037	0.157	0.066	0.070	0.077
主要化合價	+1	+1	-2	-3，+5	+2，+4

�。篨、Y、Z三種元素的非金屬性的強弱順序為

 

（用元素符號和“＞”表示）．
ⅱ：W、X、Y按原子個數(shù)比為4：3：2組成一種離子化合物，化學(xué)式為

 

．
ⅲ：R₂X₂的電子式為

 

，ZX₂的電子式為

 

，R₂X₂與W₂X反應(yīng)的離子方程式為

 

，若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4×6.02×10²³，則參加反應(yīng)的R₂X₂的質(zhì)量為

 

g．
（4）合成氨是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一項重大突破．德國化學(xué)家哈伯和化學(xué)工程專家博斯因為研究工業(yè)合成氨分獲1918年和1931年的諾貝爾化學(xué)獎．
①工業(yè)合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
②化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量之和與形成新化學(xué)鍵釋放的能量之和的差．據(jù)表計算：

化學(xué)鍵	H-H	N≡N	H-N
生成（或斷裂）1mol化學(xué)鍵時放出（或吸收）的能量	436kJ	946kJ	390kJ

工業(yè)合成氨的反應(yīng)是

 

（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)，1molN₂充分反應(yīng)時對應(yīng)熱量的數(shù)值為

 

kJ．

Answer 1

考點：質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)之間的相互關(guān)系,原子結(jié)構(gòu)示意圖,物質(zhì)的量的相關(guān)計算,元素周期律的作用,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,反應(yīng)熱和焓變

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①根據(jù)中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)，化合物的摩爾質(zhì)量等于各原子的摩爾質(zhì)量之和；Na原子和Cl原子之間通過得失電子形成離子鍵；
②O^2-核內(nèi)有8個質(zhì)子，核外有10個電子；氫化物中含有氫鍵的沸點較高；
（2）H、D、T三種原子，它們形成的單質(zhì)為

1 1

H₂、

2 1

H₂、

3 1

H₂，
①在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，它們的單質(zhì)密度之比等于摩爾質(zhì)量之比；
②1mol各單質(zhì)中，它們的質(zhì)子數(shù)相同；
③1g各單質(zhì)中，先求出單質(zhì)的物質(zhì)的量，再求質(zhì)子數(shù)之比；先求出每個分子中的中子數(shù)，再計算；
④三種單質(zhì)中電子數(shù)相同；
（3）①鎵與Al同主族，為第ⅢA族元素；鎵的最高價氧化物為Ga₂O₃，根據(jù)氧化鋁與氫離子的反應(yīng)寫出其與氫離子的離子方程式；
②原子的電子層數(shù)越多，其原子半徑越大，同一周期元素中，原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，X只有-2價，則X為O元素，Y為-3、+5價，而且半徑比O原子稍大，則Y為N，Z為+2、+4價，而且半徑比N原子稍大，則Z為C元素，W、R均為+1價，而且半徑W比O原子小，則W為H元素，R半徑比O大很多，則為Na，結(jié)合元素周期律、原子結(jié)構(gòu)來分析解答；
（4）①工業(yè)合成氨是利用氫氣與氮氣在高溫高壓催化劑條件下反應(yīng)生成氨氣；
②△H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能．

解答： 解：（1）①①

37 17

CI的中子數(shù)為37-17=20，該氯原子與

23 11

Na原子形成的化合物的摩爾質(zhì)量為60g/mol；Na原子和Cl原子之間通過得失電子形成離子鍵，NaCl的形成過程為；
故答案為：20；60g/mol；；
②O^2-核內(nèi)有8個質(zhì)子，核外有10個電子，O^2-的結(jié)構(gòu)示意圖為；氫化物中含有氫鍵的沸點較高，則沸點H₂O＞H₂S，故答案為：；＞；
（2）H、D、T三種原子，它們形成的單質(zhì)為

1 1

H₂、

2 1

H₂、

3 1

H₂，
①在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，它們的單質(zhì)密度之比等于摩爾質(zhì)量之比，則單質(zhì)密度之比為1：2：3；故答案為：1：2：3；
②1mol各單質(zhì)中，它們的質(zhì)子數(shù)相同，它們的質(zhì)子數(shù)之比為1：1：1；故答案為：1：1：1；
③1g各單質(zhì)中，單質(zhì)的物質(zhì)的量分別為

1

2

mol、

1

4

mol、

1

6

mol，則質(zhì)子數(shù)之比為為

1

2

：

1

4

：

1

6

=6：3：2；1g的D₂，T₂中的中子數(shù)之比為

1

4

×2：

1

6

×4=3：4；
故答案為：6：3：2；3：4；
④在同溫、同壓下，1L各種單質(zhì)氣體的物質(zhì)的量相同，三種單質(zhì)中電子數(shù)相同，則單質(zhì)中所含電子數(shù)之比為1：1：1；
故答案為：1：1：1；
（3）①鎵與Al同主族，為第ⅢA族元素；鎵的最高價氧化物為Ga₂O₃，Ga₂O₃與氫離子的反應(yīng)離子方程式為：Ga₂O₃+6H⁺=2Ga³⁺+3H₂O；
故答案為：第ⅢA族；Ga₂O₃+6H⁺=2Ga³⁺+3H₂O；
②原子的電子層數(shù)越多，其原子半徑越大，同一周期元素中，原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，X只有-2價，則X為O元素，Y為-3、+5價，而且半徑比O原子稍大，則Y為N，Z為+2、+4價，而且半徑比N原子稍大，則Z為C元素，W、R均為+1價，而且半徑W比O原子小，則W為H元素，R半徑比O大很多，則為Na，
�。和�周期從左到右非金屬性逐漸減弱，則X、Y、Z三種元素的非金屬性的強弱順序為O＞N＞C；故答案為：O＞N＞C；
ⅱ：W、X、Y按原子個數(shù)比為4：3：2組成一種離子化合物，化學(xué)式為 NH₄NO₃；故答案為：NH₄NO₃；
ⅲ：Na₂O₂是離子化合物，其電子式為 ，CO₂是共價化合物，碳原子有四個電子分別和氧原子形成兩對共用電子對，電子式為，Na₂O₂與H₂O反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，其反應(yīng)的離子方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4×6.02×10²³，即0.4mol電子，則參加反應(yīng)的Na₂O₂的物質(zhì)的量為0.4mol，其質(zhì)量為31.2g；
故答案為：；；2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑；31.2；
（4）①工業(yè)合成氨是利用氫氣與氮氣在高溫高壓催化劑條件下反應(yīng)生成氨氣，則反應(yīng)的方程式為：N₂+3H₂

催化劑   .

高溫高壓

2NH₃；
故答案為：N₂+3H₂

催化劑   .

高溫高壓

2NH₃；
②在反應(yīng)N₂+3H₂ 2NH₃中，1mol N₂完全反應(yīng)為NH₃，斷裂3mol H-H鍵，1mol N三N鍵共吸收的能量為：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH₃，共形成6molN-H鍵，放出的能量為：6×390kJ=2340kJ，吸收的能量少，放出的能量多，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為：2340kJ-2254kJ=86kJ，
故答案為：放出；86．

點評：本題屬于綜合知識的考查，涉及的知識點較多，題目難度中等，側(cè)重于對學(xué)生所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力的考查，注意對基礎(chǔ)知識的積累．