Question

已知下圖每一方框中的字母代表一種反應(yīng)物或生成物（圖中部分生成物沒有列出）．化合物A是由1828年德國化學(xué)家維勒通過蒸發(fā)氰酸銨得到的有機物，為此，他徹底打破了有機化合物只能由生物的細胞中提取的“生命力”論．A的化學(xué)式可表示為XY₄ZM₂，組成A的四種元素都是短周期元素，其原子序數(shù)之和為22，X、M、Z分別位于相鄰的主族，原子序數(shù)依次增大．C、D、G、I、J、K為氣體，其中C、K的溫室效應(yīng)均顯著，K是含氫量最高的有機物，D能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍．B為一種白色固體，其最簡式可表示為XY₂M₂，E的化學(xué)式可表示為X₃M₄．請按要求回答下列問題．

（1）A也是一種常用的肥料，其名稱是______，目前工業(yè)上由______和______在一定條件而制得．
（2）反應(yīng)①②③的化學(xué)方程式分別為______、______、______．
（3）I、B中M的質(zhì)量分數(shù)為______；若B是一個含有叁鍵的分子，從結(jié)構(gòu)上可看作是三分子（XY₂M₂）聚合而成，是一種低毒的化工原料，某些不法分子往奶粉里添加B而制造了聞名中外的“嬰幼兒奶粉事件”，據(jù)此，請你畫出B的結(jié)構(gòu)簡式______．
II、已知氨分子的鍵角為107°18′，下列關(guān)于B的說法不正確的是______．（填序號）
①含有不飽和碳原子，在一定條件下能發(fā)生加成反應(yīng)
②能與鹽酸反應(yīng)生成鹽
③在一定條件下能發(fā)生氧化反應(yīng)
④分子中所有原子都在同一平面上
⑤在高溫下分解放出N₂，故可用作阻燃劑
⑥在一定條件下可與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)
⑦含氮量低于A的含氮量
⑧它是一種極性化合物，易溶于甲醇、甲醛等有機物
⑨大量食用含B污染奶粉的嬰幼兒會產(chǎn)生腎結(jié)石等泌尿系統(tǒng)疾病
⑩是白色粉末，有刺激性氣味
（4）化合物E是一種新型無機材料，它的一種結(jié)構(gòu)（β-X₃M₄）具有可與金剛石相媲美的硬度．請推測該材料可能的用途之一是______．
（5）液態(tài)D類似H₂O，也能微弱電離且產(chǎn)生電子數(shù)相同的兩種離子，則液態(tài)D電離方程式為______．
（6）①在結(jié)構(gòu)上N₂H₄和D的關(guān)系有如H₂O₂和H₂O的關(guān)系．N₂H₄能發(fā)生下列反應(yīng)：
N₂H₄+H₃O⁺═N₂H⁺₅+H₂O　　　　　 N₂H₄+H₂O═N₂H₅⁺+OH^-
N₂H₅⁺+H₂O═N₂H₆²⁺+OH^-　　　　 N₂H₅⁺+H₂O═N₂H₄+H₃O⁺
據(jù)此可得出的結(jié)論是______．
A．肼水解顯酸性　　　　　　　　　　　 B．肼在水中電離出H⁺離子
C．肼是二元弱堿　　　　　　　　　　　 D．肼是二元弱酸
②發(fā)射“神舟七號”飛船的長征2號火箭用了肼（N₂H₄）作燃料，二氧化氮作氧化劑，兩者反應(yīng)生成氮氣和氣態(tài)水．已知4g N₂H₄（g）在上述反應(yīng)中放出71kJ的熱量，寫出熱化學(xué)方程式______．

Answer 1

解析：從“C、K的溫室效應(yīng)均顯著”可知C、K可能是CO₂和CH₄，從“K是含碳量最低的有機物”可知K為CH₄，C為CO₂；從“D能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍”可知，D為NH₃．從而可推知A中含有C、H、O、N4種元素．再從“組成A的四種元素都是短周期元素，其原子序數(shù)之和為22，X、M、Z分別位于相鄰的主族，原子序數(shù)依次增大”可知其中必有氫元素，即Y為氫，X為碳，M為氮，Z為氧．即得實驗式為：N₂H₄CO，由A可分解生成三種物質(zhì)（CH₂N₂、CO₂、NH₃）可判斷出A的分子式為CO （NH₂）₂，即為尿素．目前工業(yè)上由CO₂和NH₃在一定條件下反應(yīng)而制得：CO₂+2NH₃CO （NH₂）₂+H₂O．再從NH₃→G→J的變化均加入同一種物質(zhì)I引起，故而判斷出I為O₂．進而推出F為H₂O，H為H₂，L為HNO₃．推斷物質(zhì)為：A、CO （NH₂）₂；B、C₃H₆N₆；C、CO₂；D、NH₃；F、H₂O；G、NO；H、H₂；I、O₂；L、HNO₃；J、NO₂；K、CH₄；
（1）A也是一種常用的肥料，推斷為尿素，名稱為：尿素或碳酰二胺或脲或碳酰胺；目前工業(yè)上由CO₂和NH₃在一定條件下反應(yīng)而制得：CO₂+2NH₃CO （NH₂）₂+H₂O；
故答案為：尿素或碳酰二胺或脲或碳酰胺；CO₂、NH₃
（2）反應(yīng)①②③的化學(xué)方程式分別為：6（NH₂）₂CO→C₃H₆N₆+NH₃↑+3CO₂↑；4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃ ；CO₂+4H₂→CH₄+2H₂
（3）Ⅰ、B為三聚氰胺，氮元素的含量依據(jù)分子式C₃H₆N₆計算為66.7%，結(jié)構(gòu)簡式為：；
故答案為：66.7%
Ⅱ、①由于的結(jié)構(gòu)簡式中含有不飽和碳，故而在一定條件下能發(fā)生加成反應(yīng)和氧化；故①正確；
②氨基顯堿性和鹽酸反應(yīng)生成鹽，故②正確；
③由于的結(jié)構(gòu)簡式中含有不飽和碳，故而在一定條件下能發(fā)生加成反應(yīng)和氧化；故③正確；
④由于題給NH₃的鍵角為107°18′，故-NH₂中的所有原子不可以在同一平面上，故④錯誤；
⑤在高溫下分解放出性質(zhì)穩(wěn)定的N₂，故可用作阻燃劑，故⑤正確；
⑥由于的結(jié)構(gòu)簡式中含有不飽和碳，故而在一定條件下能發(fā)生加成反應(yīng)，故⑥正確；
⑦尿素的含量為46.67%，而三聚氰胺的含氮量為66.7%，含氮量高于A的含氮量，故⑦錯誤；
⑧三聚氰胺為“疏水化合物”即為極性分子，它是一種極性化合物，易溶于甲醇、甲醛等有機物，故⑧正確；
⑨大量食用含三聚氰胺污染奶粉的嬰幼兒會產(chǎn)生腎結(jié)石等泌尿系統(tǒng)疾病，故⑨正確；
⑩是白色固體，無味，故⑩錯誤；
故答案為：④⑦⑩
（4）化合物E是一種新型無機材料，它的一種結(jié)構(gòu)（β-X₃M₄）具有可與金剛石相媲美的硬度，利用硬度性質(zhì)特征推測該材料可能的用途之一是：做耐磨材料、耐高溫材料等
（5）液態(tài)D類似H₂O，也能微弱電離且產(chǎn)生電子數(shù)相同的兩種離子，則液態(tài)D電離方程式為，因水的電離為2H₂OH₃O⁺+OH^-，通過類比不難得出液態(tài)NH₃電離方程式為：2NH₃ NH₄⁺+NH₂^-． 故答案為：2NH₃NH₄⁺+NH₂^-；
（6）①結(jié)構(gòu)上N₂H₄和D的關(guān)系有如H₂O₂和H₂O的關(guān)系，由N₂H₄和 N₂H₅⁺相關(guān)的反應(yīng)可知到1mol N₂H₄可以結(jié)合1molH⁺形成1mol N₂H₅⁺，1mol N₂H₄也可以結(jié)合2molH⁺形成1mol N₂H₆²⁺，是其水溶液顯堿性．肼是二元弱堿．故選C．故答案為：C．
②4g N₂H₄的物質(zhì)的量為0.125mol，故1molN₂H₄反應(yīng)中放出的熱量為568kJ，所以熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（g）+NO₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）；△H=-568kJ/mol．
故答案為：N₂H₄（g）+NO₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）；△H=-568kJ/mol
分析：A的化學(xué)式可表示為XY₄ZM₂，組成A的四種元素都是短周期元素，其原子序數(shù)之和為22，X、M、Z分別位于相鄰的主族，原子序數(shù)依次增大．C、D、G、I、J、K為氣體，其中C、K的溫室效應(yīng)均顯著為二氧化碳、甲烷等，K是含氫量最高的有機物為甲烷，D能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍為氨氣．B為一種白色固體，其最簡式可表示為XY₂M₂，E的化學(xué)式可表示為X₃M₄從“C、K的溫室效應(yīng)均顯著”可知C、K可能是CO₂和CH₄，從“K是含碳量最低的有機物”可知K為CH₄，C為CO₂；從“D能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍”可知，D為NH₃．從而可推知A中含有C、H、O、N4種元素．再從“組成A的四種元素都是短周期元素，其原子序數(shù)之和為22，X、M、Z分別位于相鄰的主族，原子序數(shù)依次增大”可知其中必有氫元素，即Y為氫，X為碳，M為氮，Z為氧．即得實驗式為：N₂H₄CO，由A可分解生成三種物質(zhì)（CH₂N₂、CO₂、NH₃）可判斷出A的分子式為CO （NH₂）₂，即為尿素．目前工業(yè)上由CO₂和NH₃在一定條件下反應(yīng)而制得：CO₂+2NH₃CO （NH₂）₂+H₂O．再從NH₃→G→J的變化均加入同一種物質(zhì)I引起，故而判斷出I為O₂．進而推出F為H₂O，H為H₂，L為HNO₃．推斷物質(zhì)為：A、CO （NH₂）₂；B、C₃H₆N₆；C、CO₂；D、NH₃；F、H₂O；G、NO；H、H₂；I、O₂；L、HNO₃；J、NO₂；K、CH₄；依據(jù)判斷出的各物質(zhì)分析判斷回答；
點評：本題考查了物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系和物質(zhì)性質(zhì)的判斷，原子結(jié)構(gòu)的特征判斷，有機物質(zhì)結(jié)構(gòu)中的官能團與性質(zhì)的分析判斷，三聚氰胺的結(jié)構(gòu)性質(zhì)應(yīng)用，熱化學(xué)方程式的書寫計算，弱電解質(zhì)電離的應(yīng)用，關(guān)鍵是依據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷物質(zhì)，熟練掌握物質(zhì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)是解題的基本要求，題難度大，需仔細審題．