Question

A、B、C、D、E為五種原子序數(shù)逐漸增大的短周期元素，其中 A與B組成的化合物是一種溫室氣體，B與D、C與D組成的化合物是機動車排出的大氣污染物，D和E能形成原子個數(shù)比為1：1和1：2的兩種離子化合物．
（1）B在元素周期表中的位置是

 

，E₂D的電子式是

 

．
（2）工業(yè)合成CA₃是放熱反應．下列措施中，既能加快反應速率，又能提高原料轉化率的是

 

．
a．升高溫度                b．加入催化劑
c．將CA₃及時分離出去     d．增大反應體系的壓強
（3）2.24L（標準狀況）CA₃被200mL 1mol/L ACD₃溶液吸收后，所得溶液中離子濃度從大到小的順序是

 

． 
（4）BA₄D與D₂的反應可將化學能轉化為電能，其工作原理如右圖所示，a極的電極反應式是

 

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（5）已知：B（s）+D₂（g）=BD₂（g）；△H=-393.5kJ/molBD（g）+

1

2

D₂（g）=BD₂（g）；△H=-283.0kJ/mol若24g B與一定量的D₂反應，放出熱量362.5kJ，則所得產(chǎn)物的物質的量之比是

 

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（6）C和E組成的一種離子化合物，能與水反應生成兩種堿，該反應的化學方程式是

 

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Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用,化學方程式的有關計算,原電池和電解池的工作原理

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：A、B、C、D是原子序數(shù)依次增大的短周期元素；
B與D、C與D組成的化合物是機動車排出的大氣污染物，為CO和NO_x，則B為C元素、C為N元素、D為O元素；
A與B組成的化合物是一種溫室氣體，則該化合物為CH₄，則A為H元素；
D和E能形成原子個數(shù)比為1：1和1：2的兩種離子化合物，兩種離子化合物分別為Na₂O、Na₂O₂，故E為Na元素，
（1）B為C元素在第二周期第IVA族；Na₂O屬于離子化合物，由鈉離子與氧離子構成；
（2）根據(jù)外界條件對速率和平衡的影響分析；
（3）氨氣與硝酸反應的化學方程式為NH₃+HNO₃═NH₄NO₃，氨氣的物質的量n（NH₃）=2.24 L÷22.4 L/mol=0.1 mol，n（HNO₃）=0.2 L×1 mol/L=0.2 mol，據(jù)此分析；
（4）堿性條件下，甲醇失電子生成碳酸根離子和水；
（5）利用蓋斯定律寫出生成一氧化碳的熱化學反應方程式，根據(jù)熱量判斷生成的氣體，利用反應熱及碳的物質的量列方程計算；
（6）C和E組成的一種離子化合物，能與水反應生成兩種堿，該化合物為Na₃N，與水反應生成氫氧化鈉與一水合氨．

解答： 解：A、B、C、D是原子序數(shù)依次增大的短周期元素；
B與D、C與D組成的化合物是機動車排出的大氣污染物，為CO和NO_x，則B為C元素、C為N元素、D為O元素；
A與B組成的化合物是一種溫室氣體，則該化合物為CH₄，則A為H元素；
D和E能形成原子個數(shù)比為1：1和1：2的兩種離子化合物，兩種離子化合物分別為Na₂O、Na₂O₂，故E為Na元素，
（1）B為C元素在第二周期第IVA族，Na₂O為離子化合物，鈉離子直接用離子符號表示，陽離子需要標出最外層電子及所帶的電荷，氧化鈉的電子式為：，
故答案為：第二周期第IVA族；；
（2）a．CA₃為NH₃，工業(yè)合成氨利用氫氣與氮氣反應，該反應為放熱反應，升高溫度可以提高反應速率，但會降低反應物的轉化率，故a錯；
b．加入催化劑，可以提高反應速率，但不能提高反應物的轉化率，故b錯；
c．將氨氣及時分離出去可以提高原料的轉化率，但同時也降低了反應速率，故c錯；
d．增大反應體系壓強，體系中的物質濃度增大，反應速率增大，且該反應為氣體分子數(shù)減小的反應，故也能提高反應物的轉化率，故d正確；
故答案為：d；
（3）氨氣與硝酸反應的化學方程式為NH₃+HNO₃═NH₄NO₃，氨氣的物質的量n（NH₃）=2.24 L÷22.4 L/mol=0.1 mol，n（HNO₃）=0.2 L×1 mol/L=0.2 mol．由此可知硝酸過量0.5 mol，故離子濃度大小順序為c（NO₃^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（NO₃^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）；
（4）CH₄O與O₂的反應可將化學能轉化為電能，其工作原理如右圖所示，a極失電子為負極，負極上甲醇失電子生成碳酸根離子，則a的電極反應式是CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（5）已知：①C（s）+O₂ （g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol；
②CO（g）+

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2

O₂ （g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol；
由①-②得，C（s）+

1

2

O₂ （g）=CO（g）△H=-110kJ/mol；
24gC的物質的量為2mol，與一定量的O₂反應，若只生成二氧化碳，放出熱量為393.5kJ/mol×2mol=787kJ；若只生成一氧化碳，放出熱量為110kJ/mol×2mol=220kJ，實際放出熱量362.5kJ，故生成二氧化碳與一氧化碳，令生成二氧化碳xmol，一氧化碳ymol，所以x+y=2，393.5x+110y=362.5，解得x=0.5，y=1.5，所以n（CO₂）：n（CO）=1：3，
故答案為：n（CO₂）：n（CO）=1：3；
（6）C和E組成的一種離子化合物，能與水反應生成兩種堿，該化合物為Na₃N，該反應的化學方程式是Na₃N+4H₂O=3NaOH+NH₃?H₂O，
故答案為：Na₃N+4H₂O=3NaOH+NH₃?H₂O．

點評：本題考查元素化合物的推斷、常用化學用語、鹽類水解、原電池、反應熱等，題目有一定的難度，本題的關鍵是正確推斷元素的種類，注意（6）與水的反應為氮化物的水解反應．