Question

A、B、D、E四種元素均為短周期元素，原子序數(shù)逐漸增大．A元素原子的核外電子數(shù)、電子層數(shù)和最外層電子數(shù)均相等．B、D、E三種元素在周期表中相對(duì)位置如表①所示，只有E元素的單質(zhì)能與水反應(yīng)生成兩種酸．甲、乙、M、W、X、Y、Z七種物質(zhì)均由A、B、D三種元素中的一種或幾種組成，其中只有M分子同時(shí)含有三種元素；W為A、B兩元素組成的18電子分子，可作火箭燃料；甲、乙為非金屬單質(zhì)；X分子中含有10個(gè)電子．它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖①所示．
試回答下列問題：
（1）甲和乙反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L Y，吸收9.025kJ的熱量，寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：______．
（2）一定量E的單質(zhì)與NaOH溶液恰好完全反應(yīng)后，所得溶液的pH______7（填“大于”、“等于”或“小于”），原因是______（用離子方程式表示）．
（3）w-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液．W-空氣燃料電池放電時(shí)，正極反應(yīng)式為______，負(fù)極反應(yīng)式為______．
（4）將一定量的A₂、B₂混合氣體放入1L密閉容器中，在500℃、2×10⁵Pa下達(dá)到平衡．測得平衡時(shí)混合氣體的總物質(zhì)的量為0.5mol，其中A₂為0.3mol，B₂為0.1mol．則該條件下A₂的平衡轉(zhuǎn)化率為______，該溫度下的平衡常數(shù)為______．

Answer 1

解：A元素原子的核外電子數(shù)、電子層數(shù)和最外層電子數(shù)均相等，判斷為H元素，B、D、E三種元素在周期表中相對(duì)位置如表①所示，應(yīng)為二三周期的元素，只有E元素的單質(zhì)能與水反應(yīng)生成兩種酸，結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)判斷E為Cl元素；所以B為N元素，D為氧元素；甲、乙、M、W、X、Y、Z七種物質(zhì)均由A、B、D三種元素中的一種或幾種組成，其中只有M分子同時(shí)含有三種元素依據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷為HNO₃；判斷Z為NO₂，Y為NO，甲、乙為非金屬單質(zhì)，甲為O₂，乙為N₂；X分子中含有10個(gè)電子判斷X為H₂O，W為A（H）、B（N）兩元素組成的18電子分子，可作火箭燃料，判斷為N₂H₄；
（1）甲和乙反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L Y為0.05molNO₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO+O₂=2NO₂，吸收9.025kJ的熱量，計(jì)算得到2molNO₂放熱361KJ，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-361KJ/mol；
故答案為：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-361KJ/mol；
（2）一定量E的單質(zhì)為Cl₂，與NaOH溶液恰好完全反應(yīng)后生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，所得溶液中次氯酸根離子水解生成次氯酸和氫氧根離子，溶液呈堿性，溶液的pH＞7；
故答案為：大于，ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
（3）肼（N₂H₄）一空氣燃料電池中，燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣再正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電池總反應(yīng)為：N₂H₄+O₂=N₂↑+2H₂O；
負(fù)極反應(yīng)為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，正極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
（4）依據(jù)推斷可知A為氫元素，B為氮元素；將一定量的A₂、B₂混合氣體放入1L密閉容器中，在500℃、2×10?Pa下達(dá)到平衡．反應(yīng)為N₂+3H₂=2NH₃，測得平衡時(shí)混合氣體的總物質(zhì)的量為0.5mol，其中H₂為0.3mol，N₂為0.1mol．平衡混合物NH₃為0.1mol，
N₂ +3H₂=2NH₃，
起始量（mol） 0.15 0.45 0
變化量（mol ） 0.05 0.15 0.1
平衡量（mol） 0.1 0.3 0.1
則該條件下氫氣的轉(zhuǎn)化率=×100%=33.3%；
平衡濃度為：c（N₂）=0.1mol/L c（H₂）=0.3mol/L c（NH₃）=0.1mol/L；
平衡常數(shù)K===3.7；
故答案為：33.3% 3.7；
分析：A元素原子的核外電子數(shù)、電子層數(shù)和最外層電子數(shù)均相等，判斷為H元素，B、D、E三種元素在周期表中相對(duì)位置如表①所示，應(yīng)為二三周期的元素，只有E元素的單質(zhì)能與水反應(yīng)生成兩種酸，結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)判斷E為Cl元素；所以B為N元素，D為氧元素；甲、乙、M、W、X、Y、Z七種物質(zhì)均由A、B、D三種元素中的一種或幾種組成，其中只有M分子同時(shí)含有三種元素依據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷為HNO₃；判斷Z為NO₂，Y為NO，甲、乙為非金屬單質(zhì)，甲為O₂，乙為N₂；X分子中含有10個(gè)電子判斷X為H₂O，W為A（H）、B（N）兩元素組成的18電子分子，可作火箭燃料，判斷為N₂H₄；依據(jù)判斷出的元素和物質(zhì)分析回答；
點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，物質(zhì)轉(zhuǎn)化的推斷方法和物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用，蓋斯定律的計(jì)算、化學(xué)平衡計(jì)算、原電池原理的應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．