Question

2．X、Y是元素周期表前20号元素，且X的原子序数比Y大4，请填空（X、Y要用具体的元素符号表示）：
Ⅰ、若X是短周期最活泼的金属元素．
（1）25℃，用0.1000mol/L的XOH溶液滴定20.00mL
0.1000 mol/L某一元酸HA溶液所得滴定曲线如图．下列说法正确的是ABC
A．A、B、C三点所示溶液导电能力最强的是C点对应的溶液
B．在C点溶液中，c（H⁺）+c（HA）=c（OH^-）
C.25℃，HA的电离平衡常数约为5.0×10^-4
（2）一定条件下在体积不变的容器发生反应：2YO（g）+O₂（g）?2YO₂（g）
①该反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}$．
已知K_300℃＞K_350℃，则该反应是放热反应．
②能说明该反应已达到平衡状态的是bc
a．v（YO₂）=2v（O₂）
b．容器内压强保持不变
c．v_逆（YO）=2v_正（O₂）
d．容器内密度保持不变
③为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是c
a．及时分离处YO₂气体  b．适当升高温度   c．增大O₂的浓度   d．选择高效催化剂
Ⅱ、若X的离子半径是第三周期离子半径最小的
（3）已知在此温度下：
H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（I）△H=-aKJ/mol
HY（aq）?H⁺（aq）+Y^-（aq）△H=+bKJ/mol
则HY和强碱稀溶液发生中和反应的热化学方程式为HF（aq）+OH^-（aq）=F^-（aq）+H₂O（l）△H=（b-a）kJ•mol^-1．
（4）X的单质与某磁性氧化物在高温下反应，常用于焊接铁轨及定向爆破，该反应的化学方程式为3Fe₃O₄+8Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃
Ⅲ、若X为金属元素，Y为非金属元素，X的氧化物、氯化物都是实验室常用的干燥剂．
（5）含X的某盐与Y的气态氧化物都能做漂白剂，写出制备含X元素且具有漂白性的某盐的化学方程式2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

Answer 1

分析 Ⅰ．若X是短周期最活泼的金属元素，则X为Na元素，X的原子序数比Y大4，Y为N元素，
（1）离子浓度越大导电能力越强；根据曲线数据利用C点溶液的pH计算出c（H⁺），结合质子守恒及HA?H⁺+A^-求出已电HA的浓度，最后利用电离平衡常数表达式来解答；
（2）Y为N元素，该反应为：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），
①根据平衡常数的概念及表达式写出该反应的平衡常数；已知K_300℃＞K_350℃，说明升高温度，平衡向着逆向移动，据此判断该；
②根据达到平衡状态时各组分的含量不变、正逆反应速率相等进行判断；
③根据影响化学反应速率、化学平衡的因素分析，注意催化剂不影响化学平衡；
Ⅱ．若X的离子半径是第三周期离子半径最小的，则X为Al元素，Y的原子序数为：13-4=9，为F元素，
（3）根据盖斯定律及题中热化学方程式写出目标反应的热化学方程式；
（4）磁性氧化铁为四氧化三铁，写出铝与四氧化三铁在高温下反应的化学方程式；
Ⅲ．若X为金属元素，Y为非金属元素，X的氧化物、氯化物都是实验室常用的干燥剂，则X为Ca元素，Y的原子序数为：20-4=16，为S元素，据此解答（5）．

解答 解：Ⅰ．若X是短周期最活泼的金属元素，则X为Na元素，X的原子序数比Y大4，Y为N元素，
（1）根据图象可知，0.1000mol/L的HA溶液的pH=4，说明HA为弱酸，XOH为NaOH，
A．当HA与氢氧化钠恰好反应时，溶液中离子浓度增大，则溶液的导电性增强，故A、B、C三点所示溶液导电能力最强的是C点对应的溶液，故A正确；
B．在C点溶液中，HA与氢氧化钠恰好反应生成NaA，根据质子守恒可得：c（H⁺）+c（HA）=c（OH^-），故B正确；
C.25℃，C点溶液的pH=8，则氢离子浓度为1.0×10^-8mol/L，A^-的浓度约为0.05mol/L，结合C点的质子守恒c（H⁺）+c（HA）=c（OH^-）可得：c（HA）=c（OH^-）-c（H⁺）≈1×10^-6mol/L，所以HA的电离平衡常数约为Ka=$\frac{1×1{0}^{-8}×0.05}{1×1{0}^{-6}}$=5.0×10^-4，故C正确；
故答案为：ABC；
（2）Y为N元素，一定条件下在体积不变的容器发生反应：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），
①该反应的平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}$；已知K_300℃＞K_350℃，说明升高温度，平衡向着逆向移动，则该反应为放热反应，
故答案为：$\frac{{c}^{2}（N{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）c（{O}_{2}）}$；放；
②a．v（NO₂）=2v（O₂），没有告诉正反应还是逆反应，无法判断是否达到平衡状态，故a错误；
b．该反应为气体体积缩小的反应，反应过程中气体的氧气逐渐减小，当容器内压强保持不变，则该反应的正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故b正确；
c．v_逆（NO）=2v_正（O₂），表明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故c正确；
d．该反应的反应物和生成物都是气体，则气体的质量始终不变，又容器的容积不变，则容器内密度始终不变，所以密度不能作为判断平衡状态的标志，故d错误；
故答案为：bc；
③为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，
a．及时分离处NO₂气体，生成物浓度减小，则反应速率减小，故a错误；
b．该反应为放热反应，适当升高温度，平衡向着逆向移动，故b错误； 
c．增大O₂的浓度，反应物浓度增大，则反应速率增大，平衡向着正向移动，故c正确；  
d．选择高效催化剂，反应速率增大，但是不影响化学平衡，故d错误；
故答案为：c；
Ⅱ．若X的离子半径是第三周期离子半径最小的，则X为Al元素，Y的原子序数为：13-4=9，为F元素，
（3）已知在此温度下：
①H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（I）△H=-aKJ/mol
②HF（aq）?H⁺（aq）+F^-（aq）△H=+bKJ/mol
根据盖斯定律，①+②可得：则HY和强碱稀溶液发生中和反应的热化学方程式为：HF（aq）+OH^-（aq）=F^-（aq）+H₂O（l）△H=（b-a）kJ•mol^-1，
故答案为：HF（aq）+OH^-（aq）=F^-（aq）+H₂O（l）△H=（b-a）kJ•mol^-1；
（4）X的单质为Al，与某磁性氧化物在高温下反应生成氧化铝和铁，该反应的化学方程式为：3Fe₃O₄+8Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃，
故答案为：3Fe₃O₄+8Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃；
Ⅲ．若X为金属元素，Y为非金属元素，X的氧化物、氯化物都是实验室常用的干燥剂，则X为Ca元素，Y的原子序数为：20-4=16，为S元素，
（5）含X的某盐与Y的气态氧化物都能做漂白剂，制备含X元素且具有漂白性的某盐的化学方程式：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，
故答案为：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O．

点评 本题考查了无机推断，题目难度较大，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力，注意掌握酸碱混合的定性判断方法、热化学方程式的书写原则，明确影响化学反应速率、化学平衡的因素．