Question

北京奧運會主會場“鳥巢”內燈火輝煌，鼓瑟齊鳴．璀璨的煙花在空中組成奧運五環等圖案，與場內表演相呼應．請回答下列問題：
（1）火焰利用了部分金屬的

 

反應，該反應屬于

 

（填“物理”或“化學”）變化．
（2）如圖Ⅰ所示的五圓環代表A、B、C、D、E五種化合物，圓圈交叉部分指兩種化合物含有一種相同元素，五種化合物由五種短周期元素形成，每種化合物僅含兩種元素．A是沼氣的主要成分；B、E分子中所含電子數均為18，B不穩定，具有較強的氧化性，其稀溶液是醫療上廣泛使用的消毒劑，E的分子結構模型如圖Ⅱ；C、D均為原子晶體，C可作為光導纖維的主要材料，D中所含兩種元素的原子個數比為3：4，電子總數之比為3：2．根據以上信息回答下列問題：
①B的水溶液呈弱酸性，其主要的電離方程式可表示為

 

，D的化學式是

 

．
②A、B、E中均含有的一種元素為

 

 （填元素名稱）．
③NH₃分子中的N原子有一對孤對電子，能發生反應：NH₃+HCl=NH₄Cl．試寫出E與足量鹽酸發生反應的化學方程式

 

．
（3）我國科研人員在實驗室應用電子計算機模擬出具有高能的物質N₆₀，它的結構與C₆₀十分相似．已知N₆₀分子中每個N原子均以氮氮單鍵結合三個氮原子，且N₆₀結構中每個氮原子均形成8個電子的穩定結構．試推測1個N₆₀分子的結構中含有

 

個N-N鍵．

Answer 1

分析：（1）焰色反應是物理變化；
（2）A是沼氣的主要成分，為甲烷；B分子中所含電子數為18，B不穩定，具有較強的氧化性，含有氫元素，可知B為H₂O₂；C中含有O元素，C是光導纖維的主要材料，故C為SiO₂；E分子中所含電子數為18，E是由六個原子構成的分子，依據分子結構和化學鍵的特征分析，形成三個化學鍵的原子為氮原子，故E中含有H元素和N元素，E為N₂H₄；D中含有Si元素，還含有H元素或N元素，由D中所含的兩種元素的原子個數之比為3：4，故D為Si₃N₄．；
（3）利用均攤法計算N-N鍵數．

解答：解：（1）某些金屬有焰色反應，焰色反應是物理變化，故答案為：焰色；物理；
（2）A是沼氣的主要成分，為甲烷；B分子中所含電子數為18，B不穩定，具有較強的氧化性，含有氫元素，可知B為H₂O₂；C中含有O元素，C是工業制玻璃的主要原料之一，故C為SiO₂；E分子中所含電子數為18，E是由六個原子構成的分子，原子平均電子數為3，故E中含有H元素，E為N₂H₄；D中含有Si元素，還含有H元素或N元素，由D中所含的兩種元素的原子個數之比為3：4，故D為Si₃N₄；判斷A為CH₄，B為H₂O₂，C為SiO₂，D為Si₃N₄；E為N₂H₄；
①B為H₂O₂的水溶液呈弱酸性，屬于二元弱酸，其主要的電離方程式可表示為：H₂O₂?HO^2-+H⁺；依據判斷D為Si₃N₄；
故答案為：H₂O₂?HO^2-+H⁺；Si₃N₄；
②A為CH₄，B為H₂O₂，E為N₂H₄；所以A、B、E中均含有的一種元素為氫元素；故答案為：氫元素；
③NH₃分子中的N原子有一對孤對電子，能發生反應：NH₃+HCl=NH₄Cl．E為N₂H₄ 與足量鹽酸時，分子中含有兩對孤對電子，和鹽酸發生反應的化學方程式：N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂．故答案為：N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂．
（3）每個N原子均以氮氮單鍵結合三個氮原子，每個氮氮鍵被2個氮原子共用，每個氮原子有1.5個氮氮鍵，1個N₆₀分子的結構中含有90個氮氮鍵，故答案為：90．

點評：本題考查物質的推斷、化學方程式的書寫方法和物質的結構等，難度較大，掌握常見18電子物質是推斷的關鍵，需要學生對常見物質的結構與性質熟練掌握．