Question

17．A、B、C、D、E五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，A、E同主族，A元素的原子半徑最小，B元素原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，C元素的最高價氧化物的水化物X與其氫化物反應(yīng)生成一種鹽Y，A、B、C、E四種元素都能與D元素形成原子個數(shù)比不相同的常見化合物．回答下列問題：
（1）常溫下X、Y的水溶液的pH均為5．則兩種水溶液中由水電離出的H⁺濃度之是10^-4：1．
（2）A、B、D、E四種元素組成的某無機(jī)化合物，受熱易分解．寫出少量該化合物溶液與足量的Ba（OH）₂溶液反應(yīng)的離子方程式Ba²⁺+HCO₃^-+OH^-═BaCO₃↓+H₂O．
（3）A、B、D、E四種元素組成的某無機(jī)化合物濃度為0.1mol/L時，pH最接近C．
A．5.6B．7.0   C．8.4D．13.0
（4）在一個裝有可移動活塞的容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：C₂（g）+3A₂（g）═2CA₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1．反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得容器中含有C₂　0.5mol，A₂　0.2mol，CA₃　0.2mol，總?cè)莘e為1.0L．
a．如果達(dá)成此平衡前各物質(zhì)起始的量有以下幾種可能，其中不合理的是BC：
A．C₂　0.6mol，A₂　0.5mol，CA₃　0mol     B．C₂　0mol，A₂　0mol，CA₃　1.2mol
C．C₂　0.6mol/L，A₂　0.5mol/L，CA₃　0.2mol/L
b．求算此平衡體系的平衡常數(shù)K=10；
c．如果保持溫度和壓強(qiáng)不變，向上述平衡體系中加入0.18molC₂，平衡將逆向（填“正向”、“逆向”或“不”）移動．
d．已知0.4mol 液態(tài)C₂ A₄與足量的液態(tài)雙氧水反應(yīng)，生成C₂和水蒸氣，放出256.65kJ的熱量．寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，A元素的原子半徑最小，則A為H元素；A、E同主族，二者原子序數(shù)相差大于2，故E為Na；B元素原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，故B為碳元素；C元素的最高價氧化物的水化物X與其氫化物反應(yīng)生成一種鹽Y，則C為N元素，X為HNO₃，Y為NH₄NO₃；A、B、C、E四種元素都能與D元素形成原子個數(shù)比不相同的常見化合物，則D為O元素．
（1）常溫下HNO₃、NH₄NO₃的水溶液的pH均為5，硝酸水溶液中由水電離出的H⁺濃度等于溶液中氫氧根離子濃度，而硝酸銨溶液中氫離子源于水的電離；
（2）A、B、D、E四種元素組成的某無機(jī)化合物，受熱易分解，該化合物為NaHCO₃，少量NaHCO₃溶液與足量的Ba（OH）₂溶液反應(yīng)生成碳酸鋇、氫氧化鈉與水；
（3）A、B、D、E四種元素組成的某無機(jī)化合物為NaHCO₃，濃度為0.1mol/L時，碳酸氫根水解，溶液呈堿性，溶液中氫氧根離子濃度遠(yuǎn)小于0.1mol/L；
（4）a．正向建立平衡時，生成0.2molCA₃，C₂、A₂起始量最大，CA₃的起始量最小為0；
由于C₂、A₂的化學(xué)計量數(shù)之比為1：3，平衡時二者之比為0.5：0.2=5：2=7.5：3，則逆向建立平衡時，生成0.2molA₂，C₂、A₂起始量最小，CA₃的起始量最最大；
b．容器體積為1L，用物質(zhì)的量代替濃度代入平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（C{A}_{3}）}{c（{C}_{2}）×{c}^{3}（{A}_{2}）}$計算；
c．如果保持溫度和壓強(qiáng)不變，向上述平衡體系中加入0.18molC₂，利用體積之比等于遷移物質(zhì)的量之比計算此時容器體積，再計算濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較判斷平衡移動方向；
d．發(fā)生反應(yīng)：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，計算1mol液態(tài)N₂H₄反應(yīng)放出的熱量，注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式．

解答 解：A、B、C、D、E五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，A元素的原子半徑最小，則A為H元素；A、E同主族，二者原子序數(shù)相差大于2，故E為Na；B元素原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，故B為碳元素；C元素的最高價氧化物的水化物X與其氫化物反應(yīng)生成一種鹽Y，則C為N元素，X為HNO₃，Y為NH₄NO₃；A、B、C、E四種元素都能與D元素形成原子個數(shù)比不相同的常見化合物，則D為O元素．
（1）常溫下HNO₃、NH₄NO₃的水溶液的pH均為5，硝酸水溶液中由水電離出的H⁺濃度等于溶液中氫氧根離子濃度，即水電離的H⁺濃度為$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-5}}$mol/L=10^-9mol/L，而硝酸銨溶液中氫離子源于水的電離，故兩種水溶液中由水電離出的H⁺濃度之是 10^-9mol/L：10^-5mol/L=10^-4：1，
故答案為：10^-4：1；
（2）A、B、D、E四種元素組成的某無機(jī)化合物，受熱易分解，該化合物為NaHCO₃，少量NaHCO₃溶液與足量的Ba（OH）₂溶液反應(yīng)生成碳酸鋇、氫氧化鈉與水，反應(yīng)離子方程式：Ba²⁺+HCO₃^-+OH^-═BaCO₃↓+H₂O，
故答案為：Ba²⁺+HCO₃^-+OH^-═BaCO₃↓+H₂O；
（3）A、B、D、E四種元素組成的某無機(jī)化合物為NaHCO₃，濃度為0.1mol/L時，碳酸氫根水解，溶液呈堿性，溶液中氫氧根離子濃度遠(yuǎn)小于0.1mol/L，故溶液pH最接近8.4，
故選：C；
（4）在一個裝有可移動活塞的容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：C₂（g）+3A₂（g）═2CA₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1．反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得容器中含有C₂　0.5mol，A₂　0.2mol，CA₃　0.2mol，總?cè)莘e為1.0L．
a．正向建立平衡時，生成0.2molCA₃，C₂、A₂起始量最大，CA₃的起始量最小為0，
             C₂（g）+3A₂（g）?2CA₃（g）
平衡量（mol）：0.5     0.2      0.2
變化量（mol）：0.1     0.3      0.2
起始量（mol）：0.6    0.5       0
由于C₂、A₂的化學(xué)計量數(shù)之比為1：3，平衡時二者之比為0.5：0.2=5：2=7.5：3，則逆向建立平衡時，生成0.2molA₂，C₂、A₂起始量最小，CA₃的起始量最最大，
            2CA₃（g）?C₂（g）+3A₂（g）
平衡量（mol）：0.2     0.5      0.2
變化量（mol）：0.13    0.067    0.2
起始量（mol）：0.33   0.433     0
選項中A合理，BC不合理，
故選：BC；
b．容器體積為1L，用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù)，故此平衡體系的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（C{A}_{3}）}{c（{C}_{2}）×{c}^{3}（{A}_{2}）}$=$\frac{0．{2}^{2}}{0.5×0．{2}^{3}}$=10，
故答案為：10；
c．如果保持溫度和壓強(qiáng)不變，向上述平衡體系中加入0.18molC₂，此時容器體積變?yōu)?L×$\frac{0.5+0.2+0.2+0.18}{0.5+0.2+0.2}$=1.2L，此時濃度商Qc=$\frac{（\frac{0.2}{1.2}）^{2}}{\frac{0.5+0.18}{1.2}×（\frac{0.2}{1.2}）^{3}}$=10.6＞K=10，故平衡將逆向移動，
故答案為：逆向；
d．已知0.4mol 液態(tài)N₂H₄與足量的液態(tài)雙氧水反應(yīng)，生成N₂和水蒸氣，放出256.65kJ的熱量，則1mol液態(tài)N₂H₄反應(yīng)放出的熱量為：256.65kJ×$\frac{1mol}{0.4mol}$=641.625kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ•mol^-1，
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.625kJ•mol^-1．

點評 本題與元素推斷為載體，考查元素化合物性質(zhì)、鹽類水解、離子方程式書寫、化學(xué)平衡有關(guān)計算、平衡常數(shù)、熱化學(xué)方程式書寫等，題目綜合性強(qiáng)，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，難度中等．