Question

A、B、C、D、E五種短周期元素，其原子序數(shù)依次增大，而原子半徑按A、C、B、E、D順序依次增大．A、D同主族；C、D、E三種元素原子、的最外層電子數(shù)之和為10，C原子電子數(shù)比E原子電子數(shù)少5個．B的單質(zhì)分子中有三對共用電子．
請回答下列問題：
（1）A、C兩元素形成的原子個數(shù)比為1：1且呈電中性的微粒的電子式為

（寫兩種）
（2）A、C、D可形成化合物W，其含有的化學鍵有

離子鍵、共價鍵

，以W溶液作為電解質(zhì)溶液，E棒與鐵棒分別作為電極構(gòu)成原電池，則負極的電極反應式為

Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O

；以鐵棒為電極，W溶液為電解液構(gòu)成電解池，則陰極的電極反應為

2H⁺+2e^-=H₂↑

．
（3）A₂和B₂在工業(yè)上可合成一種重要的原料BA₃．
①下列的措施有利于提高B₂的轉(zhuǎn)化率的是

AD

．
A．采用20?50MPa的大氣壓
B．選用400?500℃的高溫
C．使用催化劑
D．及時將BA₃液化
②現(xiàn)有甲、乙兩個固定體積的容器，在相同的體積和溫度下，甲中充入2molBA₃，反應達到平衡時，吸收Q₁kJ的能量；乙中充入
1mol B₂和3mol A₂，反應達到平衡時，放出Q₂kJ的能量；則合成BA₃的熱化學方程式為

N₂（g）+3H₂（g）

高溫高壓

催化劑

2NH₃（g），△H=-（Q₁+Q₂）kJ/mol

．
③現(xiàn)有甲、乙兩個體積和溫度相同的容器，甲容器維持溫度和體積不變，乙容器維持溫度和壓強不變，甲中充入2mol BA₃，乙中充入1mol B₂和3mol A₂，當反應都達到平衡時，BA₃的體積分數(shù)甲

＜

乙（填“＞”、“＜”，或“=”），原因是

乙容器中壓強大，生成氨氣的過程進行的程度大，因而氨氣的體積分數(shù)高

（4）化合物甲、乙都由A、B、C三種元素組成，甲為弱堿，乙為強酸；常溫下，若兩溶液中水的電離程度相同．
①若乙溶液的pH=a，則甲溶液中水電離產(chǎn)生的C（H⁺）=

10^a-14mol/L

，②兩溶液等體積混合后，混合溶液中的離子濃度由大到小的是

c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

（5）用D₂C₂在酸性條件下處理含CN^-的工業(yè)廢水，將得到一種能夠參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的氣體以及C0₂等物質(zhì)，請寫出該反應的離子方程式

5Na₂O₂+2CN^-+12H⁺=2CO₂↑+N₂↑+10Na⁺+6H₂O

．

Answer 1

分析：B的單質(zhì)分子中有三對共用電子，可知B為N，單質(zhì)分子為氮氣分子，C原子電子數(shù)比E原子電子數(shù)少5個，且C、D、E原子序數(shù)依次增大，原子半徑按C、E、D順序依次增大，所以C是氧，E是鋁，C、D、E三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為10，所以D是Na，則A是H．
（1）雙氧水是含有共價鍵的共價化合物，根據(jù)電子式的書寫方法來回答；
（2）氫氧化鈉時離子化合物，根據(jù)原電池和電解池的工作原理知識來書寫電極反應；
（3）①根據(jù)壓強對化學平衡移動的影響知識來判斷；
②根據(jù)等效平衡原理確定可逆的化學反應的焓變，進而來書寫熱化學方程式；
③根據(jù)壓強對化學平衡移動的影響和等效平衡原理來回答；
（4）①據(jù)水的離子積常數(shù)表達式Kw=C（H⁺）?c（OH^-）來計算酸溶液中水電離出的氫離子濃度；
②硝酸銨中，銨根離子水解導致溶液顯示酸性，根據(jù)離子濃度大小比較知識來判斷；
（5）過氧化鈉具有氧化性，根據(jù)題意可知氧化含CN^-的工業(yè)廢水，將得到一種能夠參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的氣體氮氣以及C0₂等物質(zhì)，據(jù)此來書寫化學方程式．

解答：解：B的單質(zhì)分子中有三對共用電子，可知B為N，單質(zhì)分子為氮氣分子，C原子電子數(shù)比E原子電子數(shù)少5個，且C、D、E原子序數(shù)依次增大，原子半徑按C、E、D順序依次增大，所以C是氧，E是鋁，C、D、E三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為10，所以D是Na，則A是H，
（1）H和O兩元素形成的原子個數(shù)比為1：1且呈電中性的微粒為雙氧水，是含有共價鍵的共價化合物，它的電子式為，故答案為：；
（2）A、C、D可形成化合物NaOH，是含有共價鍵和離子鍵的化合物，以氫氧化鈉溶液作為電解質(zhì)溶液，Al棒與鐵棒分別作為電極構(gòu)成原電池，則活潑金屬鋁為負極，發(fā)生失電子的氧化反應，該電極反應式為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，以鐵棒為電極，NaOH溶液為電解液構(gòu)成電解池，則陰極是氫離子發(fā)生得電子得還原反應，該電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：離子鍵、共價鍵；Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）①氮氣和氫氣在工業(yè)上可以合成氨，即N₂+3H₂

高溫高壓

催化劑

2NH₃，有利于提高氮氣的轉(zhuǎn)化率的措施是能使化學平衡正向移動的方法，可以加入氫氣，增大壓強，及時的將氨氣移走，故答案為：AD；
②甲、乙兩個固定體積的容器，在相同的體積和溫度下，甲中充入2molBA₃和乙中充入1mol B₂和3molA₂，反應達到平衡時是等效的，所以氮氣和氫氣合成氨氣的焓變數(shù)值是兩種情況下的熱效應數(shù)值之和，反應是放熱反應，即熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）

高溫高壓

催化劑

2NH₃（g），△H=-（Q₁+Q₂）kJ/mol，故答案為：N₂（g）+3H₂（g）

高溫高壓

催化劑

2NH₃（g），△H=-（Q₁+Q₂）kJ/mol；
③甲、乙兩個體積和溫度相同的容器，甲中充入2mol BA₃，乙中充入1mol B₂和3mol A₂，甲容器維持溫度和體積不變，乙容器維持溫度和壓強不變，則相當于乙裝置是在甲裝置的基礎(chǔ)上加壓，加大壓強會使化學平衡向著正反應方向移動，所以氨氣的體積分數(shù)增大，故答案為：＜；乙容器中壓強大，生成氨氣的過程進行的程度大，因而氨氣的體積分數(shù)高；
（4）化合物甲、乙都由H、N、O三種元素組成，甲為弱堿即為NH₃?H₂O，乙為強酸，即為HNO₃，
①若硝酸溶液的pH=a，據(jù)Kw=C（H⁺）?c（OH^-），則溶液中水電離產(chǎn)生的C_（H⁺）=c_（OH^-）=

Kw

10-a

=10^a-14mol/L，故答案為：10^a-14mol/L；
②兩溶液等體積混合后，發(fā)生反應生成硝酸銨，銨根離子水解導致溶液顯示酸性，則混合溶液中的離子濃度由大到小的順序是c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案為：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）過氧化鈉具有氧化性，能將CN^-氧化為氮氣，可用來凈水，殺菌消毒，原理方程式為：5Na₂O₂+2CN^-+12H⁺=2CO₂↑+N₂↑+10Na⁺+6H₂O，故答案為：5Na₂O₂+2CN^-+12H⁺=2CO₂↑+N₂↑+10Na⁺+6H₂O．

點評：本題是一道考查學生所學綜合知識的題目，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度大．