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）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______．
（2）A、B、D、E四種元素組成的某無機化合物，受熱易分解．寫出少量該化合物溶液與足量的Ba（OH）₂溶液反應的離子方程式______．
（3）A、B、D、E四種元素組成的某無機化合物濃度為0.1mol/L時，pH最接近______．
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行如下反應：C₂（g）+3A₂（g）2CA₃（g）
△H=-92.4kJ?mol^-1．反應達到平衡后，測得容器中含有C₂ 0.5mol，A₂ 0.2mol，CA₃ 0.2mol，總容積為1.0L．
①如果達成此平衡前各物質起始的量有以下幾種可能，其中不合理的是______：
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
②求算此平衡體系的平衡常數K=______；
③如果保持溫度和壓強不變，向上述平衡體系中加入0.18molC₂，平衡將______（填“正向”、“逆向”或“不”）移動．理由是______．
④已知0.4mol 液態C₂ A₄與足量的液態雙氧水反應，生成C₂和水蒸氣，放出256.65kJ的熱量．寫出該反應的熱化學方程式______．

Answer 1

【答案】分析：B元素原子的最外層電子數是內層電子數的2倍，應為C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N元素，對應的鹽為硝酸銨；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應為O元素，A為H元素，E為Na元素，可形成多種氧化物．
（1）酸抑制水的電離，鹽水解促進水的電離；
（2）A、B、D、E四種元素組成的某無機化合物，受熱易分解，為NaHCO₃，結合反應物的物質的量書寫離子方程式；
（3）A、B、D、E四種元素組成的某無機化合物為NaHCO₃，水解呈弱堿性；
（4）①根據物質的量的變化量之比等于化學計量數之比判斷；
②計算出平衡時各物質的濃度，結合平衡常數表達式計算；
③計算瞬間各物質的濃度冪之積，與平衡常數相比較，進而可判斷平衡移動方向；
④根據0.4mol液態N₂H₄放出256.65kJ的熱量，計算1molN₂H₄反應放出的熱量，即可寫出反應的熱化學方程式．
解答：解：B元素原子的最外層電子數是內層電子數的2倍，應為C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N元素，對應的鹽為硝酸銨；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應為O元素，A為H元素，E為Na元素，則
（1）X為HNO₃，抑制水的電離，pH=5時，由水電離產生的c（H⁺）=10^-9mol/L，Y為NH₄NO₃，水解促進水的電離，pH=5時，由水電離產生的c（H⁺）=10^-5mol/L，則兩種水溶液中由水電離出的H⁺濃度之比是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化合物，受熱易分解，為NaHCO₃，少量該化合物溶液與足量的Ba（OH）₂溶液反應生成BaCO₃和H₂O，反應的離子方程式為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化合物為NaHCO₃，水解呈弱堿性，選項中只有C符合，故答案為：C；
（4）①A．當N₂反應0.1mol時，H₂反應0.3mol，生成NH₃0.2mol，符合轉化關系，故A正確；
B．NH₃反應1mol，應生成H₂1.5mol，與平衡狀態不同，故B錯誤；
C．當N₂反應0.1mol時，H₂反應0.3mol，生成NH₃0.2mol，加上原有NH₃0.2mol，平衡時NH₃應為0.4mol，與平衡狀態不同，故C錯誤；
故答案為：B、C；
②k═==10，故答案為：10；
③如果保持溫度和壓強不變，向上述平衡體系中加入0.18molN₂，
原平衡體系中，1.0L容器中含有分子0.5mol+0.2mol+0.2mol=0.9mol，
當加入N₂，體系瞬間有分子0.9mol+0.18ml=1.08mol，瞬間總體積為1.08×=1.2L，
所以：Q===10.59＞10，平衡逆向移動，
故答案為：逆向；原平衡體系中，1.0L容器中含有分子0.5mol+0.2mol+0.2mol=0.9mol，當加入N₂，體系瞬間有分子0.9mol+0.18ml=1.08mol，瞬間總體積為1.08×=1.2L，所以：Q===10.59＞10，平衡逆向移動；
④1molN₂H₄反應放出的熱量為×256.65kJ=641.63kJ，
則反應的熱化學方程式為N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63kJ?mol^-1，
故答案為：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-641.63kJ?mol^-1
點評：本題考查原子結構與元素周期律知識，題目難度較大，側重于化學平衡以及反應熱的計算，答題時注意把握平衡常數的計算及應用．