Question

下表所列是元素周期表部分短周期的主族元素

	W	X	Y
R				Z

已知R为地壳中含量最多的金属元素．
（1）写出Z的原子结构示意图

 

．
（2）W与氢原子形成6原子分子的结构简式

 

．
（3）超细RX粉末被应用于大规模集成电路领域．其制作原理为R₂Y₃、X₂、W在高温下反 应生成两种化合物，这两种化合物均由两种元素组成，且原子个数比均为1：1；其反应的化学 方程式为

 

o
（4）X最高价氧化物对应水化物与X气态氢化物反应的生成物溶于水中，所得溶液离子浓度从大到小的顺序是

 

．
（5）火箭发动机的燃料胼（N₂H₄）与氧化剂N₂0₄反应生成N₂和水蒸气．
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 
写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式

 

o
（6）温度为T℃时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.00mol PCl₅，反应PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）经过一段时间（t）后达到平衡．反应过程中测定的部分数据见下表：

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

相同温度下，起始时向容器中充入1.00mol PCl₅、0.20mol PCl₃和0.40mol Cl₂，反应达到 平衡前v（正）

 

v（逆）（填“＞”或“=”或“＜”）；原因是

 

．

Answer 1

分析：R为地壳中含量最多的金属元素，则R为Al元素，由短周期主族元素在元素周期表中的相对位置可知，W为C元素、X为N元素、Y为O元素、Z为Cl元素，
（1）Cl原子核外有17个电子，各层电子数为2、8、7；
（2）C与氢原子形成6原子分子为C₂H₄；
（3）Al₂O₃、N₂、C在高温下反应生成两种化合物，这两种化合物均由两种元素组成，且原子个数比均为1：1，则该两种化合物为AlN、CO；
（4）N最高价氧化物对应水化物与N气态氢化物反应的生成物为NH₄NO₃，溶液中铵根离子水解，溶液呈酸性，据此解答；
（5）根据盖斯定律书写肼和N₂O₄反应的热化学方程式；
（6）计算该温度下平衡常数及起始的浓度商Qc，结合浓度商与平衡常数关系判断反应进行方向，据此解答．

解答：解：R为地壳中含量最多的金属元素，则R为Al元素，由短周期主族元素在元素周期表中的相对位置可知，W为C元素、X为N元素、Y为O元素、Z为Cl元素，
（1）Cl原子核外有17个电子，各层电子数为2、8、7，原子结构示意图为，故答案为：；
（2）C与氢原子形成6原子分子为C₂H₄，结构简式为CH₂=CH₂，故答案为：CH₂=CH₂；
（3）Al₂O₃、N₂、C在高温下反应生成两种化合物，这两种化合物均由两种元素组成，且原子个数比均为1：1，则该两种化合物为AlN、CO，反应方程式为：Al₂O₃+N₂+3C

高温  .

2AlN+3CO，故答案为：Al₂O₃+N₂+3C

高温  .

2AlN+3CO；
（4）N最高价氧化物对应水化物与N气态氢化物反应的生成物为NH₄NO₃，溶液中铵根离子水解，溶液呈酸性，故溶液中离子浓度c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故答案为：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 
根据盖斯定律，②×2-①得2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4 kJ/mol，
故答案为：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4 kJ/mol；
（6）平衡时PCl₃为0.20mol，其浓度为0.1mol/L，则：
             PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
开始（mol/L）：0.5         0        0
变化（mol/L）：0.1       0.1      0.1
平衡（mol/L）：0.4       0.1      0.1
故平衡常数k=

0.1×0.1

0.4

=0.025，
相同温度下，起始时向容器中充入1.00mol PCl₅、0.20mol PCl₃和0.40mol Cl₂，体积为2L，故PCl₅、PCl₃、Cl₂浓度分别为0.5mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，起始的浓度商Qc=

0.1×0.2

0.5

=0.04，大于平衡常数，故反应向逆反应进行，故v（正）＜v（逆），
故答案为：＜；浓度商Qc=

0.1×0.2

0.5

=0.04＞平衡常数k=

0.1×0.1

0.4

=0.025，反应向逆反应进行，所以逆反应速率大于正反应速率．

点评：本题以元素推断为载体，考查常用化学用语、盐类水解、热化学方程式书写、平衡常数计算与应用等，难度中等，注意掌握平衡常数的应用．