Question

16．A、B、C、D四種短周期元素，原子序數(shù)依次增大；A和C能形成一種分子X或一種+1價陽離子Y；B元素的原子有兩個未成對電子；C、D在元素周期表中處于相鄰的位置，它們的單質在常溫下均為無色氣體．試回答下列問題：
（1）A、D元素的名稱分別為：A氫  D氧．
（2）X與等物質的量的HCl反應，產(chǎn)物溶于水得酸性（填“酸性”、“中性”或“堿性”）溶液，用離子方程式表示其原因NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺．
（3）12gB單質在空氣中完全燃燒，將燃燒后的氣體緩慢通入1L1mol•L^-1的NaOH溶液中，充分吸收后，最終所得溶液中各離子濃度由大到小的順序是：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）．
（4）把1molC的單質、3molA的單質置于一恒溫恒容密閉容器中反應，達到平衡時，放出akJ的熱量，此時，容器內的壓強是反應開始時的75%，寫出該反應的熱化學方程式N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-2a kJ mol^-1．

Answer 1

分析 A、B、C、D四種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，C、D在元素周期表中處于相鄰的位置，它們的單質在常溫下均為無色氣體，則C為N元素、D為O元素；B元素的原子有兩個未成對電子，原子序數(shù)小于氮，核外電子排布為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A和C能形成一種分子X或一種+1價陽離子Y，A為H元素，X為NH₃，Y為NH₄⁺，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D四種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，C、D在元素周期表中處于相鄰的位置，它們的單質在常溫下均為無色氣體，則C為N元素、D為O元素；B元素的原子有兩個未成對電子，原子序數(shù)小于氮，核外電子排布為1s²2s²2p²，故B為碳元素；A和C能形成一種分子X或一種+1價陽離子Y，A為H元素，X為NH₃，Y為NH₄⁺．
（1）由上述分析可知，A為氫元素，D為氧元素，故答案為：氫；氧；
（2）X為NH₃，與等物質的量的HCl反應生成NH₄Cl，溶液中NH₄⁺水解：NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺，溶液呈酸性，
故答案為：酸性；NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺；
（3）12g碳單質的物質的量為$\frac{12g}{12g/mol}$=1mol，所以生成的二氧化碳為1mol，氫氧化鈉的物質的量為l L×l mol/L=1mol，n（CO₂）：n（NaOH）=1：1，所以二氧化碳與氫氧化鈉反應生成NaHCO₃，HCO₃^-的水解沉淀等于電離程度，溶液呈堿性，溶液中氫離子源于水的電離、碳酸氫根電離，故溶液中：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
（4）N₂+3H₂ $\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$2NH₃   物質的量減小
     1                        2
     n                   （1mol+3mol）×（1-75%）=1mol
故n=0.5mol，則1mol氮氣反應放出的熱量為2a kJ，反應熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-2a kJ mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-2a kJ mol^-1．

點評 本題考查結構性質與位置關系綜合應用，涉及鹽類水解應用、熱化學方程式、化學平衡計算等，難度中等，是對所學知識的綜合考查，推斷元素是解題的關鍵．