Question

4．A、B、C、D是元素周期表中的短周期元素，且原子序數(shù)依次增大．A元素原子中無(wú)中子，B元素的一種同位素常用于文物考古，且該元素形成的化合物種類最多，D元素的原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的三倍．回答下列問(wèn)題：
（1）D元素的符號(hào)是O，C元素組成的單質(zhì)C₂的電子式是．
（2）2016年10月17日7：30分在甘肅的酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地，我國(guó)成功發(fā)射“神舟十一號(hào)”載人飛船．火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料更新為液態(tài)偏二甲肼（分子式為C₂H₈N₂），氧化劑為液態(tài)的C₂D₄，燃燒后產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染．寫(xiě)出偏二甲肼與C₂D₄反應(yīng)的化學(xué)方程式：C₂H₈N₂+2N₂O₄=3N₂+4H₂O+2CO₂
（3）C₂A₄可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，與氧化劑C₂D₄反應(yīng)生成C₂和A₂D．已知：
①C₂（g）+2D₂（g）═C₂D₄（l）△H₁═-19.5kJ/mol
②C₂A₄（l）+D₂（g）═C₂（g）+2A₂D（g）△H₂═-534.2kJ/mol
寫(xiě)出液體燃料C₂A₄與液態(tài)C₂D₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9kJ/mol．
（4）在230℃和催化劑存在的條件下，將BD₂與A₂轉(zhuǎn)化為BA₃DA（g）和A₂D（g）．如圖為生產(chǎn)1mol BA₃DA（g）的能量變化示意圖：
已知破壞1mol不同共價(jià)鍵的能量（kJ）分別是：

B-A	B-D	B=D	A-A	A-D
413.4	351	745	436	462.8

①寫(xiě)出BD₂和A₂轉(zhuǎn)化為1mol  BA₃DA（g）和A₂D（g）的熱化學(xué)方程式：CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H═-181.6kJ/mol
②已知E₁=8.2kJ•mol^-1，則E₂=189.8kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 A、B、C、D是元素周期表中的短周期元素，且原子序數(shù)依次增大；A元素原子中無(wú)中子，則A為H元素；B元素的一種同位素常用于文物考古，且該元素形成的化合物種類最多，則B為C元素；
D元素的原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的三倍，為O元素，則C為N元素；
（1）D是O元素，C元素組成的單質(zhì)N₂，氮?dú)夥肿又械�原子之間共用3對(duì)電子且每個(gè)N原子含有一個(gè)孤電子對(duì)；
（2）C₂H₈N₂和氧化劑N₂O₄混合燃燒后產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染，說(shuō)明生成氮?dú)狻⒍�氧化碳和水�?br />（3）N₂H₄與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和H₂O，
①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）△H₁═-19.5kJ/mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂═-534.2kJ/mol^-1
根據(jù)蓋斯定律寫(xiě)出液體燃料C₂A₄與液態(tài)C₂D₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；
（4）①在230℃和催化劑存在的條件下，將CO₂與H₂轉(zhuǎn)化為CH₃OH（g）和H₂O（g），
該反應(yīng)方程式為CO₂ （g）+3H₂ （g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=（745×2+3×436-413.4×3-351-462.8-462.8×2）kJ/mol；
②根據(jù)圖知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H=-（E₂-E₁）．

解答 解：A、B、C、D是元素周期表中的短周期元素，且原子序數(shù)依次增大；A元素原子中無(wú)中子，則A為H元素；B元素的一種同位素常用于文物考古，且該元素形成的化合物種類最多，則B為C元素；
D元素的原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的三倍，為O元素，則C為N元素；
（1）D是O元素，C元素組成的單質(zhì)N₂，氮?dú)夥肿又械�原子之間共用3對(duì)電子且每個(gè)N原子含有一個(gè)孤電子對(duì)，電子式為，故答案為：O；；
（2）C₂H₈N₂和氧化劑N₂O₄混合燃燒后產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染，說(shuō)明生成氮?dú)�、二氧化碳和水，反�?yīng)方程式為C₂H₈N₂+2N₂O₄=3N₂+4H₂O+2CO₂，故答案為：C₂H₈N₂+2N₂O₄=3N₂+4H₂O+2CO₂；
（3）N₂H₄與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和H₂O，
①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）△H₁═-19.5kJ/mol
②N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂═-534.2kJ/mol
將方程式2②-①得2N₂H₄ （l）+N₂O₄ （l）=3N₂ （g）+4H₂O （g）△H═2×（-534.2kJ/mol）-（-19.5kJ/mol）=-1048.9kJ/mol，
故答案為：2N₂H₄ （l）+N₂O₄ （l）=3N₂ （g）+4H₂O （g）△H=-1048.9kJ/mol；
（4）①在230℃和催化劑存在的條件下，將CO₂與H₂轉(zhuǎn)化為CH₃OH（g）和H₂O（g），
該反應(yīng)方程式為CO₂ （g）+3H₂ （g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=（745×2+3×436-413.4×3-351-462.8-462.8×2）kJ/mol=-181.6kJ/mol，
故答案為：CO₂ （g）+3H₂ （g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H═-181.6kJ/mol；
②根據(jù)圖知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，E₁=8.2kJ•mol^-1，△H=-（E₂-E₁）=-181.6kJ/mol，所以E₁=8.2kJ•mol^-1，E₂=189.8kJ•mol^-1，
故答案為：189.8．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系及應(yīng)用、蓋斯定律的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生推斷及計(jì)算能力，靈活運(yùn)用蓋斯定律解答問(wèn)題，注意：焓變等于“反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能”或“生成物總能量-反應(yīng)物總能量”，很多同學(xué)易將這兩個(gè)公式弄混而導(dǎo)致錯(cuò)誤．