Question

已知下圖每一方框中的字母代表一種反應物或生成物（圖中部分生成物沒有列出）．化合物A是由1828年德國化學家維勒通過蒸發氰酸銨得到的有機物，為此，他徹底打破了有機化合物只能由生物的細胞中提取的“生命力”論．A的化學式可表示為XY₄ZM₂，組成A的四種元素都是短周期元素，其原子序數之和為22，X、M、Z分別位于相鄰的主族，原子序數依次增大．C、D、G、I、J、K為氣體，其中C、K的溫室效應均顯著，K是含氫量最高的有機物，D能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍．B為一種白色固體，其最簡式可表示為XY₂M₂，E的化學式可表示為X₃M₄．請按要求回答下列問題．

（1）A也是一種常用的肥料，其名稱是______，目前工業上由______和______在一定條件而制得．
（2）反應①②③的化學方程式分別為______、______、______．
（3）I、B中M的質量分數為______；若B是一個含有叁鍵的分子，從結構上可看作是三分子（XY₂M₂）聚合而成，是一種低毒的化工原料，某些不法分子往奶粉里添加B而制造了聞名中外的“嬰幼兒奶粉事件”，據此，請你畫出B的結構簡式______．
II、已知氨分子的鍵角為107°18′，下列關于B的說法不正確的是______．（填序號）
①含有不飽和碳原子，在一定條件下能發生加成反應
②能與鹽酸反應生成鹽
③在一定條件下能發生氧化反應
④分子中所有原子都在同一平面上
⑤在高溫下分解放出N₂，故可用作阻燃劑
⑥在一定條件下可與氫氣發生加成反應
⑦含氮量低于A的含氮量
⑧它是一種極性化合物，易溶于甲醇、甲醛等有機物
⑨大量食用含B污染奶粉的嬰幼兒會產生腎結石等泌尿系統疾病
⑩是白色粉末，有刺激性氣味
（4）化合物E是一種新型無機材料，它的一種結構（β-X₃M₄）具有可與金剛石相媲美的硬度．請推測該材料可能的用途之一是______．
（5）液態D類似H₂O，也能微弱電離且產生電子數相同的兩種離子，則液態D電離方程式為______．
（6）①在結構上N₂H₄和D的關系有如H₂O₂和H₂O的關系．N₂H₄能發生下列反應：
N₂H₄+H₃O⁺═N₂H⁺₅+H₂O　　　　　 N₂H₄+H₂O═N₂H₅⁺+OH^-
N₂H₅⁺+H₂O═N₂H₆²⁺+OH^-　　　　 N₂H₅⁺+H₂O═N₂H₄+H₃O⁺
據此可得出的結論是______．
A．肼水解顯酸性　　　　　　　　　　　 B．肼在水中電離出H⁺離子
C．肼是二元弱堿　　　　　　　　　　　 D．肼是二元弱酸
②發射“神舟七號”飛船的長征2號火箭用了肼（N₂H₄）作燃料，二氧化氮作氧化劑，兩者反應生成氮氣和氣態水．已知4g N₂H₄（g）在上述反應中放出71kJ的熱量，寫出熱化學方程式______．

Answer 1

解析：從“C、K的溫室效應均顯著”可知C、K可能是CO₂和CH₄，從“K是含碳量最低的有機物”可知K為CH₄，C為CO₂；從“D能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍”可知，D為NH₃．從而可推知A中含有C、H、O、N4種元素．再從“組成A的四種元素都是短周期元素，其原子序數之和為22，X、M、Z分別位于相鄰的主族，原子序數依次增大”可知其中必有氫元素，即Y為氫，X為碳，M為氮，Z為氧．即得實驗式為：N₂H₄CO，由A可分解生成三種物質（CH₂N₂、CO₂、NH₃）可判斷出A的分子式為CO （NH₂）₂，即為尿素．目前工業上由CO₂和NH₃在一定條件下反應而制得：CO₂+2NH₃CO （NH₂）₂+H₂O．再從NH₃→G→J的變化均加入同一種物質I引起，故而判斷出I為O₂．進而推出F為H₂O，H為H₂，L為HNO₃．推斷物質為：A、CO （NH₂）₂；B、C₃H₆N₆；C、CO₂；D、NH₃；F、H₂O；G、NO；H、H₂；I、O₂；L、HNO₃；J、NO₂；K、CH₄；
（1）A也是一種常用的肥料，推斷為尿素，名稱為：尿素或碳酰二胺或脲或碳酰胺；目前工業上由CO₂和NH₃在一定條件下反應而制得：CO₂+2NH₃CO （NH₂）₂+H₂O；
故答案為：尿素或碳酰二胺或脲或碳酰胺；CO₂、NH₃
（2）反應①②③的化學方程式分別為：6（NH₂）₂CO→C₃H₆N₆+NH₃↑+3CO₂↑；4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ ；CO₂+4H₂→CH₄+2H₂
（3）Ⅰ、B為三聚氰胺，氮元素的含量依據分子式C₃H₆N₆計算為66.7%，結構簡式為：；
故答案為：66.7%
Ⅱ、①由于的結構簡式中含有不飽和碳，故而在一定條件下能發生加成反應和氧化；故①正確；
②氨基顯堿性和鹽酸反應生成鹽，故②正確；
③由于的結構簡式中含有不飽和碳，故而在一定條件下能發生加成反應和氧化；故③正確；
④由于題給NH₃的鍵角為107°18′，故-NH₂中的所有原子不可以在同一平面上，故④錯誤；
⑤在高溫下分解放出性質穩定的N₂，故可用作阻燃劑，故⑤正確；
⑥由于的結構簡式中含有不飽和碳，故而在一定條件下能發生加成反應，故⑥正確；
⑦尿素的含量為46.67%，而三聚氰胺的含氮量為66.7%，含氮量高于A的含氮量，故⑦錯誤；
⑧三聚氰胺為“疏水化合物”即為極性分子，它是一種極性化合物，易溶于甲醇、甲醛等有機物，故⑧正確；
⑨大量食用含三聚氰胺污染奶粉的嬰幼兒會產生腎結石等泌尿系統疾病，故⑨正確；
⑩是白色固體，無味，故⑩錯誤；
故答案為：④⑦⑩
（4）化合物E是一種新型無機材料，它的一種結構（β-X₃M₄）具有可與金剛石相媲美的硬度，利用硬度性質特征推測該材料可能的用途之一是：做耐磨材料、耐高溫材料等
（5）液態D類似H₂O，也能微弱電離且產生電子數相同的兩種離子，則液態D電離方程式為，因水的電離為2H₂OH₃O⁺+OH^-，通過類比不難得出液態NH₃電離方程式為：2NH₃ NH₄⁺+NH₂^-． 故答案為：2NH₃NH₄⁺+NH₂^-；
（6）①結構上N₂H₄和D的關系有如H₂O₂和H₂O的關系，由N₂H₄和 N₂H₅⁺相關的反應可知到1mol N₂H₄可以結合1molH⁺形成1mol N₂H₅⁺，1mol N₂H₄也可以結合2molH⁺形成1mol N₂H₆²⁺，是其水溶液顯堿性．肼是二元弱堿．故選C．故答案為：C．
②4g N₂H₄的物質的量為0.125mol，故1molN₂H₄反應中放出的熱量為568kJ，所以熱化學方程式為：N₂H₄（g）+NO₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）；△H=-568kJ/mol．
故答案為：N₂H₄（g）+NO₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）；△H=-568kJ/mol
分析：A的化學式可表示為XY₄ZM₂，組成A的四種元素都是短周期元素，其原子序數之和為22，X、M、Z分別位于相鄰的主族，原子序數依次增大．C、D、G、I、J、K為氣體，其中C、K的溫室效應均顯著為二氧化碳、甲烷等，K是含氫量最高的有機物為甲烷，D能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍為氨氣．B為一種白色固體，其最簡式可表示為XY₂M₂，E的化學式可表示為X₃M₄從“C、K的溫室效應均顯著”可知C、K可能是CO₂和CH₄，從“K是含碳量最低的有機物”可知K為CH₄，C為CO₂；從“D能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍”可知，D為NH₃．從而可推知A中含有C、H、O、N4種元素．再從“組成A的四種元素都是短周期元素，其原子序數之和為22，X、M、Z分別位于相鄰的主族，原子序數依次增大”可知其中必有氫元素，即Y為氫，X為碳，M為氮，Z為氧．即得實驗式為：N₂H₄CO，由A可分解生成三種物質（CH₂N₂、CO₂、NH₃）可判斷出A的分子式為CO （NH₂）₂，即為尿素．目前工業上由CO₂和NH₃在一定條件下反應而制得：CO₂+2NH₃CO （NH₂）₂+H₂O．再從NH₃→G→J的變化均加入同一種物質I引起，故而判斷出I為O₂．進而推出F為H₂O，H為H₂，L為HNO₃．推斷物質為：A、CO （NH₂）₂；B、C₃H₆N₆；C、CO₂；D、NH₃；F、H₂O；G、NO；H、H₂；I、O₂；L、HNO₃；J、NO₂；K、CH₄；依據判斷出的各物質分析判斷回答；
點評：本題考查了物質轉化關系和物質性質的判斷，原子結構的特征判斷，有機物質結構中的官能團與性質的分析判斷，三聚氰胺的結構性質應用，熱化學方程式的書寫計算，弱電解質電離的應用，關鍵是依據轉化關系推斷物質，熟練掌握物質性質和結構是解題的基本要求，題難度大，需仔細審題．