Question

12．如表所列是元素周期表部分短周期的主族元素，已知R為地殼中含量最多的金屬元素．

	W	X	Y
R				Z

（1）寫(xiě)出Z的原子結(jié)構(gòu)示意圖．
（2）W與氫原子形成6原子分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH₂=CH₂．
（3）超細(xì)RX粉末被應(yīng)用于大規(guī)模集成電路領(lǐng)域．其制作原理為R₂Y₃、X₂、W在高溫下反應(yīng)生成兩種化合物，這兩種化合物均由兩種元素組成，且原子個(gè)數(shù)比均為1：1；其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al₂O₃+N₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2AlN+3CO．
（4）X最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物與X氣態(tài)氫化物反應(yīng)的生成物溶于水中，所得溶液離子濃度從大到小的順序是c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（5）火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料胼（N₂H₄）與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和水蒸氣．
已知①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ•mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
寫(xiě)出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程式2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4 kJ/mol．
（6）溫度為T(mén)時(shí)，向2.0L恒容密閉容器中充入1.00mol PCl₅，反應(yīng)PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g），經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（t）后達(dá)到平衡．反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表：

t/s	0	50	150	250	350
n（PCl3）/mol	0	0.16	0.19	0.20	0.20

相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入1.00mol PC1₅、0.20mol PCl₃和0.40mol Cl₂，反應(yīng)達(dá)到平衡前v（正）＜v（逆）（填“＞”或“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 R為地殼中含量最多的金屬元素，則R為Al，可推知W為C、X為N、Y為O、Z為Cl．
（1）Z為Cl元素，原子核外有17個(gè)電子，有3個(gè)電子層，各層電子數(shù)為2、8、7；
（2）W與氫原子形成6原子分子為C₂H₄，分子中碳原子之間形成2對(duì)個(gè)用電子式；
（3）Al₂O₃、N₂、C在高溫下反應(yīng)生成兩種化合物，這兩種化合物均由兩種元素組成，且原子個(gè)數(shù)比均為1：1，應(yīng)生成AlN與CO；
（4）X最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物與X氣態(tài)氫化物反應(yīng)的生成物為NH₄NO₃，溶液中NH₄⁺離子水解，溶液呈酸性；
（5）肼和N₂O₄發(fā)生反應(yīng)：2N₂H₄+N₂O₄=3N₂+4H₂O，根據(jù)蓋斯定律書(shū)寫(xiě)目標(biāo)熱化學(xué)方程式；
（6）根據(jù)K=$\frac{c（PC{l}_{3}）×c（C{l}_{2}）}{c（PC{l}_{3}）}$計(jì)算平衡常數(shù)，再計(jì)算濃度商Qc，與平衡常數(shù)相比判斷反應(yīng)進(jìn)行方向，進(jìn)而確定v（正）、v（逆）相對(duì)大小．

解答 解：R為地殼中含量最多的金屬元素，則R為Al，可推知W為C、X為N、Y為O、Z為Cl．
（1）Z為Cl元素，原子核外有17個(gè)電子，原子結(jié)構(gòu)示意圖為：，
故答案為：；
（2）W與氫原子形成6原子分子為C₂H₄，分子中碳原子之間形成2對(duì)個(gè)用電子式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH₂=CH₂，
故答案為：CH₂=CH₂；
（3）Al₂O₃、N₂、C在高溫下反應(yīng)生成兩種化合物，這兩種化合物均由兩種元素組成，且原子個(gè)數(shù)比均為1：1，應(yīng)生成AlN與CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al₂O₃+N₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2AlN+3CO，
故答案為：Al₂O₃+N₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2AlN+3CO；
（4）X最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物與X氣態(tài)氫化物反應(yīng)的生成物為NH₄NO₃，溶液中NH₄⁺離子水解，溶液呈酸性，故溶液中離子濃度大小順序?yàn)椋篶（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（5）已知①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ•mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
由蓋斯定律，②×2-①可得：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4 kJ/mol，
故答案為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4 kJ/mol；
（6）平衡時(shí)PCl₃為0.2mol，則：
           PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g），
開(kāi)始（mol）：1          0          0
轉(zhuǎn)化（mol）：0.2       0.2         0.2
平衡（mol）：0.8       0.2         0.2
則平衡常數(shù)K=$\frac{c（PC{l}_{3}）×c（C{l}_{2}）}{c（PC{l}_{3}）}$=$\frac{\frac{0.2}{2}×\frac{0.2}{2}}{\frac{0.8}{2}}$=0.025，
相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入1.00mol PC1₅、0.20mol PCl₃和0.40mol Cl₂，則Qc=$\frac{0.1×0.2}{0.5}$=0.04＞K=0.025，所以反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行，故v（正）＜v（逆），
故答案為：＜．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素周期表、化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、離子濃度大小比較、熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、平衡常數(shù)應(yīng)用等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，（6）中注意根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)關(guān)系判斷反應(yīng)進(jìn)行方向．