Question

A、B、C、D、E五種短周期元素，原子序數依次增大，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是內層電子數的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元素形成原子個數比不相同的常見化合物．回答下列問題：
（1）將E的單質投入水中，發生反應的離子方程式為

2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑

該反應的氧化劑是

H₂O

．
（2）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⁺濃度之比是

10^-4：1

．
（3）化學反應3A₂（g）+C₂（g）?2CA₃（g）．△H=-92.4kJ?mol^-1
①當反應達到平衡時不斷改變條件（不改變A₂、C₂和CA₃的 量），如圖表示反應速率與反應過程的關系，其中表示平衡混合物中CA₃的含量最高的一段時間是

t₀～t₁

．
②溫度為T℃時，將5mol A₂和2mol C₂放入0.5L密閉容器中，平衡后測得C₂的轉化率為50%，計算反應的平衡常數為

0.125

．
（4）已知0.4mol 液態C₂ A₄與液態雙氧水反應，生成C₂和液態水，放出327.2kJ的熱量．1mol液態水變為水蒸氣需吸收44.0kJ的熱量．寫出液態C₂ A₄與液態雙氧水反應，生成C₂和水蒸氣的熱化學方程式

N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642kJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：A元素的原子半徑是所有原子中最小的，則A為氫元素；
B元素原子的最外層電子數是內層電子數的2倍，則B有2個電子層，所以B為碳元素；
C元素的最高價氧化物的水化物X與其氫化物反應生成一種鹽Y，則C為氮元素Y為硝酸銨；
A、B、C、D、E五種短周期元素，原子序數依次增大，A、E同主族，則E為鈉元素；
A、B、C、E四種元素都能與D元素形成原子個數比不相同的常見化合物，D元素原子序數介于氮元素與鈉元素之間，則D為氧元素．

解答：解：A元素的原子半徑是所有原子中最小的，則A為氫元素；B元素原子的最外層電子數是內層電子數的2倍，則B有2個電子層，所以B為碳元素；C元素的最高價氧化物的水化物X與其氫化物反應生成一種鹽Y，則C為氮元素，Y為硝酸銨，X為硝酸；A、B、C、D、E五種短周期元素，原子序數依次增大，A、E同主族，則E為鈉元素；A、B、C、E四種元素都能與D元素形成原子個數比不相同的常見化合物，D元素原子序數介于氮元素與鈉元素之間，則D為氧元素．
所以A為氫元素；B為碳元素；C為氮元素；D為氧元素；E為鈉元素；X為硝酸，Y為硝酸銨．
（1）E為鈉元素，鈉與水反應生成氫氧化鈉與氫氣，反應離子方程式為2Na+2 H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；所含元素化合價降低的反應物為氧化劑，反應中氫元素化合價由+1價降低為0價，H₂O 為氧化劑．
故答案為：2Na+2 H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；H₂O．
（2）X為硝酸，Y為硝酸銨，常溫下，X、Y的水溶液的pH均為5，硝酸中氫氧根離子的濃度等于水電離的氫離子濃度為

10-14

10-5

=10^-9mol/L，硝酸銨溶液中氫離子濃度為水電離的氫離子濃度為10^-5mol/L，則兩種水溶液中由水電離出的H⁺濃度之比是10^-9mol/L：10^-5mol/L=10^-4：1．
故答案為：10^-4：1．
（3）化學反應3A₂（g）+C₂（g）?2CA₃（g），△H=-92.4kJ?mol^-1．該反應為體積減小的放熱反應．
①t₀～t₁，正逆反應速率相等，平衡不移動；t₁～t₂，正逆反應速率都增大，且逆反應速率大于正反應速率，平衡向逆反應方向移動，導致氨氣的含量降低；t₂～t₃，正逆反應速率相等，處于平衡狀態，氨氣的含量不變；t₃～t₄，正逆反應速率都同等程度的增大平衡不移動，氨氣的含量不變；t₄～t₅，正逆反應速率都降低，但逆反應速率大于正反應速率，導致平衡向逆反應方向移動，氨氣的含量降低；t₅～t₆，正逆反應速率相等，平衡不移動，氨氣的含量不變，所以平衡混合物中CA₃的含量最高的一段時間是t₀～t₁．
故答案為：t₀～t₁．
②溫度為T℃時，將5mol A₂和2mol C₂放入0.5L密閉容器中，平衡后測得C₂的轉化率為50%，轉化的C₂的物質的量為
1mol，
     3A₂（g）+C₂（g）?2CA₃（g）．
開始 5mol     2mol    0
反應 3mol     1mol    2mol
平衡 2mol     1mol    2mol
化學平衡常數K=

( 2mol 0.5L )2

( 1mol 0.5 )．( 2mol 0.5L )3

=

1

8

（L/mol）²．
故答案為：0.125．
（4）0.4mol 液態C₂ A₄與液態雙氧水反應，生成C₂和液態水，放出327.2kJ的熱量．所以
液態C₂ A₄與液態雙氧水反應，生成C₂和液態水的熱化學反應方程式為：
N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（l）△H=-818KJ/mol ①
H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44.0kJ/mol  ②
將方程式④×4+①得：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642kJ?mol^-1；
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642kJ?mol^-1；

點評：本題考查了元素的判斷、離子方程式和熱化學方程式的書寫、化學平衡移動方向的判斷等知識點，難點是根據圖象中反應速率的變化判斷平衡 移動的方向．