Question

10．X、Y是相鄰周期、相鄰主族的短周期元素，且原子序數(shù)X＞Y．填寫下列空白．
I．若X為金屬元素，Y為非金屬元素，Y₂H₄是一種重要有機化工原料．
（1）寫出Y₂H₄的一種用途：生成塑料
（2）X單質(zhì)與Fe₂O₃反應(yīng)時，每消耗13.5g X放熱213kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是2Al（s）+Fe₂O₃（s）═2Fe（s）+Al₂O₃（s）△H=-852kJ•mol^-1；
（3）寫出實驗室制備Y₂H₄的化學(xué)方程式CH₃CH₂OH$→_{濃硫酸}^{170℃}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
Ⅱ．若X、Y元素的最高價氧化物的水化物都是強酸．
（4）為防止YO₂污染空氣，科學(xué)家尋求合適的化合物G和催化劑，以實現(xiàn)反應(yīng)：YO₂+G$→_{△}^{催化劑}$Y₂+H₂O+n Z（未配平，n可以為0）．
①上述反應(yīng)式中的G不可能是B（填標(biāo)號）．
A．NH₃    B．CO    C．CH₃CH₂OH　　　D．H₂O₂
②用稀土材料GeO₂作催化劑，能提高YO₂的轉(zhuǎn)化速率．煅燒Ge（OH）CO₃可制備GeO₂，配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式：4Ge（OH）CO₃+1O₂=4GeO₂+4CO₂+2H₂O
（5）25℃時，往a mol•L^-1的YH₃的水溶液（甲）中滴加0.01mol•L^-1H₂XO₄溶液（乙），滴加過程中溶液的導(dǎo)電能力增強（填“增強”、“減弱”或“不變”）；當(dāng)甲與乙等體積混合時，溶液呈中性（設(shè)溫度不變），甲中溶質(zhì)的電離常K_b=$\frac{2×1{0}^{9}}{a-0.02}$（用含a的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 X、Y是相鄰周期、相鄰主族的短周期元素，且原子序數(shù)X＞Y，X處于第三周期、Y處于第二周期，
Ⅰ．若X為金屬元素，Y為非金屬元素，則X為Al、Y為C元素，Y₂H₄為乙烯；
（1）乙烯是重要有機化工原料，可以生成塑料等；
（2）發(fā)生反應(yīng)：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，計算2molAl反應(yīng)放出的熱量，注明聚集狀態(tài)、反應(yīng)熱，進而書寫熱化學(xué)方程式；
（3）實驗室利用乙醇在濃硫酸、170℃條件下發(fā)生消去反應(yīng)制備乙烯；
Ⅱ．若X、Y元素的最高價氧化物的水化物都是強酸，第二周期中只有N元素最高價含氧酸為強酸，故Y為N元素，則X為S元素；
（4）①反應(yīng)中N元素化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故G具有還原性，再結(jié)合元素守恒可知，G應(yīng)含有H元素，據(jù)此判斷；
②根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平方程式；
（5）NH₃•H₂O為弱電解質(zhì)，與硫酸反應(yīng)生成硫酸銨為強電解質(zhì)，溶液導(dǎo)電性增強；
根據(jù)電荷守恒：2c（SO₄^2-）+c（OH^-）=c（NH₄⁺）+c（H⁺），溶液顯中性時c（H⁺）=c（OH^-），據(jù)此計算溶液中c（NH₄⁺）、c（OH^-），根據(jù)物料守恒計算溶液中c（NH₃．H₂O），代入電離平衡常數(shù)K_b=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$計算．

解答 解：X、Y是相鄰周期、相鄰主族的短周期元素，且原子序數(shù)X＞Y，X處于第三周期、Y處于第二周期．
Ⅰ．若X為金屬元素，Y為非金屬元素，則X為Al、Y為C元素，Y₂H₄為乙烯；
（1）乙烯是重要有機化工原料，可以生成塑料等，故答案為：生成塑料；
（2）發(fā)生反應(yīng)：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，每消耗13.5g Al放熱213kJ，則2molAl參加反應(yīng)放出熱量為213kJ×$\frac{2mol×27g/mol}{13.5g}$=852kJ熱量，所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：2Al（s）+Fe₂O₃（s）═2Fe（s）+Al₂O₃（s）△H=-852kJ•mol^-1，
故答案為：2Al（s）+Fe₂O₃（s）═2Fe（s）+Al₂O₃（s）△H=-852kJ•mol^-1；
（3）實驗室利用乙醇在濃硫酸、170℃條件下發(fā)生消去反應(yīng)制備乙烯，反應(yīng)方程式為：CH₃CH₂OH$→_{濃硫酸}^{170℃}$CH₂=CH₂↑+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH$→_{濃硫酸}^{170℃}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
Ⅱ．若X、Y元素的最高價氧化物的水化物都是強酸，第二周期中只有N元素最高價含氧酸為強酸，故Y為N元素，則X為S元素；
（4）①反應(yīng)中N元素化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故G具有還原性，再結(jié)合元素守恒可知，G應(yīng)含有H元素，所以G不可能是CO，故選：B；
②Ge（OH）CO₃→GeO₂，失去一個電子，O₂中氧元素降低為-2，得到4個電子，所以得失電子最小公倍數(shù)是4，則Ge（OH）CO₃的計量數(shù)是4，O₂的計量數(shù)是1，然后根據(jù)原子守恒平衡，所以該反應(yīng)方程式為：4Ge（OH）CO₃+1O₂═4GeO₂+4CO₂+2H₂O，
故答案為：4；1；4；4；2；
（5）25℃時，往a mol•L^-1的NH₃的水溶液（甲）中滴加0.01mol•L^-1H₂SO₄溶液（乙），NH₃•H₂O為弱電解質(zhì)，溶液的導(dǎo)電性較弱，滴加過程中生成強電解質(zhì)，溶液的導(dǎo)電能力增強；
根據(jù)電荷守恒：2c（SO₄^2-）+c（OH^-）=c（NH₄⁺）+c（H⁺），溶液顯中性時c（H⁺）=c（OH^-），則c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-），c（OH^-）=10^-7mol/L，等體積混合硫酸根離子的濃度變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑒tc（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）=2×0.005mol•L^-1=0.01mol•L^-1，故混合后溶液中c（NH₃．H₂O）=$\frac{a}{2}$mol•L^-1-0.01mol•L^-1=（$\frac{a}{2}$-0.01）mol/L，又電離平衡常數(shù)K_b=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{0.01×1{0}^{-7}}{（0.5a-0.01）}$=$\frac{2×1{0}^{9}}{a-0.02}$，
故答案為：增強；$\frac{2×1{0}^{9}}{a-0.02}$．

點評 本題綜合性較強，涉及位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)關(guān)系應(yīng)用、熱化學(xué)方程式書寫、乙烯的實驗室制備原理、氧化還原反應(yīng)配平、電離平衡常數(shù)的計算等，（5）中注意利用電荷守恒、物料守恒計算離子濃度，是對學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．