Question

【題目】A、B、D和E四種元素均為短周期元素，原子序數(shù)逐漸增大。A元素原子的核外電子數(shù)、電子層數(shù)和最外層電子數(shù)均相等。B、D、E三種元素在周期表中相對位置如圖①所示，只有E元素的單質(zhì)能與水反應(yīng)生成兩種酸。甲、乙、M、W、X、Y、Z七種物質(zhì)均由A、B、D三種元素中的一種或幾種組成，其中只有M分子同時含有三種元素;W為N2H4，可做火箭燃料；甲、乙為非金屬單質(zhì)；X分子中含有10個電子。它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖②所示。

圖①圖②

回答下列問題:

(1)甲和乙生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L Y，吸收9.025 kJ熱量，寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________。

(2)一定量E的單質(zhì)與NaOH溶液恰好完全反應(yīng)后，所得溶液的pH__7(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是____(用離子方程式表示)。

(3)W-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液。W-空氣燃料電池放電時，正極反應(yīng)式為_____，負極反應(yīng)式為______。

(4)將一定量的A2、B2混合氣體放入1 L密閉容器中，在500 ℃、2×107 Pa下達到平衡。測得平衡氣體的總物質(zhì)的量為0.50 mol，其中A2為0.3 mol，B2為0.1 mol。則該條件下A2的平衡轉(zhuǎn)化率為____,該溫度下的平衡常數(shù)為____。

Answer 1

【答案】N2(g)+O2(g)=2NO(g)　ΔH=+361 kJ·mol-1 大于 ClO-+H2OHClO+OH- O2+2H2O+4e-=4OH- N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O 33.3% 3.7

【解析】

A. B. D.E四種元素均為短周期元素，原子序數(shù)逐漸增大，A元素原子的核外電子數(shù)、電子層數(shù)和最外層電子數(shù)均相等，推知元素A是H；由元素在周期表中位置，可知B、D位于第二周期，E位于第三周期，而E元素的單質(zhì)能與水反應(yīng)生成兩種酸，則E為Cl，可推知B為N元素、D為O元素；

甲、乙、M、W、X、Y、Z七種物質(zhì)均由H、N、O三種元素中的一種或幾種組成,其中W為N2H4，甲、乙為非金屬單質(zhì)，X分子含有10個電子，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，甲是O2、乙是N2、X是H2O，依次可推導(dǎo)出Y是NO、Z是NO2、M是HNO3。

(1)氧氣和氮氣生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12LNO，吸收9.025kJ的熱量，則生成2molNO吸收的熱量為9.025kJ×2mol×22.4L/mol11.2L=361kJ，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+361kJ/mol，

故答案為：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+361kJ/mol；

(2)一定量氯氣與NaOH溶液恰好完全反應(yīng)后得到等濃度的NaCl、NaClO溶液，溶液中次氯酸根水ClO-+H2OHClO+OH-，破壞水的電離平衡，溶液呈堿性，所得溶液的pH大于7，

故答案為：大于；ClO-+H2OHClO+OH-；

(3)正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極得電子，堿性條件下生成OH，正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，堿性條件下生成氮氣與水，負極反應(yīng)式為：N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O。

故答案為：O2+2H2O+4e-=4OH-；N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O；

(4)測得平衡氣體的總物質(zhì)的量為0.50mol，其中A2為0.3mol，B2為0.1mol，則：

3H2(g)+N2(g)2NH3(g)

開始(mol):0.45 0.15 0

轉(zhuǎn)化(mol):0.15 0.05 0.1

平衡(mol):0.3 0.1 0.50.30.1=0.1

則該條件下H2的平衡轉(zhuǎn)化率為，

容器體積為1L，用物質(zhì)的量代替濃度計算平衡常數(shù)，則K==3.7

故答案為：33.3%；3.7