Question

16．A、B、C、D四种短周期元素，原子序数依次增大；A和C能形成一种分子X或一种+1价阳离子Y；B元素的原子有两个未成对电子；C、D在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体．试回答下列问题：
（1）A、D元素的名称分别为：A氢  D氧．
（2）X与等物质的量的HCl反应，产物溶于水得酸性（填“酸性”、“中性”或“碱性”）溶液，用离子方程式表示其原因NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺．
（3）12gB单质在空气中完全燃烧，将燃烧后的气体缓慢通入1L1mol•L^-1的NaOH溶液中，充分吸收后，最终所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）．
（4）把1molC的单质、3molA的单质置于一恒温恒容密闭容器中反应，达到平衡时，放出akJ的热量，此时，容器内的压强是反应开始时的75%，写出该反应的热化学方程式N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-2a kJ mol^-1．

Answer 1

分析 A、B、C、D四种短周期元素，原子序数依次增大，C、D在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，则C为N元素、D为O元素；B元素的原子有两个未成对电子，原子序数小于氮，核外电子排布为1s²2s²2p²，故B为碳元素；A和C能形成一种分子X或一种+1价阳离子Y，A为H元素，X为NH₃，Y为NH₄⁺，据此解答．

解答 解：A、B、C、D四种短周期元素，原子序数依次增大，C、D在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，则C为N元素、D为O元素；B元素的原子有两个未成对电子，原子序数小于氮，核外电子排布为1s²2s²2p²，故B为碳元素；A和C能形成一种分子X或一种+1价阳离子Y，A为H元素，X为NH₃，Y为NH₄⁺．
（1）由上述分析可知，A为氢元素，D为氧元素，故答案为：氢；氧；
（2）X为NH₃，与等物质的量的HCl反应生成NH₄Cl，溶液中NH₄⁺水解：NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺，溶液呈酸性，
故答案为：酸性；NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺；
（3）12g碳单质的物质的量为$\frac{12g}{12g/mol}$=1mol，所以生成的二氧化碳为1mol，氢氧化钠的物质的量为l L×l mol/L=1mol，n（CO₂）：n（NaOH）=1：1，所以二氧化碳与氢氧化钠反应生成NaHCO₃，HCO₃^-的水解沉淀等于电离程度，溶液呈碱性，溶液中氢离子源于水的电离、碳酸氢根电离，故溶液中：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
（4）N₂+3H₂ $\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH₃   物质的量减小
     1                        2
     n                   （1mol+3mol）×（1-75%）=1mol
故n=0.5mol，则1mol氮气反应放出的热量为2a kJ，反应热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-2a kJ mol^-1，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-2a kJ mol^-1．

点评 本题考查结构性质与位置关系综合应用，涉及盐类水解应用、热化学方程式、化学平衡计算等，难度中等，是对所学知识的综合考查，推断元素是解题的关键．