Question

19．H、C、N、O、Al、Fe是六种常见元素
（1）Fe位于周期表第四周期，第VIII族，其基态原子未成对电子数为4．碳的同素异形体中，金刚石熔点比C₆₀高（填“高”、“低”）．
（2）用“＞”或“＜”填空：

离子半径	电负性	第一电离能	沸点
O2-＞Al3+	C＜N	N＞O	CH4＜ NH3

（3）Al能将污水中NO₃^-转化为N₂，同时铝的反应产物还能净化污水，该反应的离子方程式10Al+6NO₃^-+18H₂O=3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-；其中产生的铝的化合物能净水的原理是生成的Al（OH）₃胶体具有吸附作用．
（4）已知2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.66kJ•mol^-1
CH₂=CH₂（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1306.42kJ•mol^-1
写出利用CO₂和H₂合成（CH₂=CH₂）的热化学方程式为2CO₂（g）+6H₂（g）═CH₂=CH₂（g）+4H₂O（l）△H=-408.56kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根据Fe元素位于周期表第四周期第 VIII族，其基态原子价电子的排布式为3d⁶4S²判断未成对电子数；根据金刚石是原子晶体，C₆₀是分子晶体，判断熔点高低；
（2）根据核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小判断；
根据同一周期元素，电负性随着原子序数的增大而增大判断；
根据N基态原子的价电子排布式为2s²2p³处于半充满的稳定结构第一电离能大判断；
根据NH₃和CH₄都属于分子晶体，NH₃分子间存在氢键，沸点高判断．
（3）Al能将污水中NO₃^-转化为N₂，同时铝的反应产物还能净化污水，该反应的离子方程式10Al+6NO₃^-+18H₂O=3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，其中产生的铝的化合物能净水的原理是生成的Al（OH）₃胶体具有吸附作用．
（4）根据盖斯定律①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.66kJ•mol^-1
②CH₂=CH₂（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1306.42kJ•mol^-1
则CO₂和H₂合成（CH₂=CH₂）的热化学方程式为①×3-②得该热化学方程式，据此计算焓变；

解答 解：（1）Fe元素位于周期表第四周期第VIII族，价电子的排布式为3d⁶4S²，所以其基态原子未成对电子数为4，因为金刚石是原子晶体，C₆₀是分子晶体，故金刚石熔点比C₆₀高，故答案为：四；VIII；4；高；
（2）核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：O^2-＞Al³⁺；同一周期元素，电负性随着原子序数的增大而增大，故电负性C＜N；因为N基态原子的价电子排布式为2s²2p³处于半充满的稳定结构，O基态原子的价电子排布式为2s²2p⁴，O原子比N原子更容易失去第一个电子，故第一电离能N＞O；NH₃和CH₄都属于分子晶体，NH₃分子间存在氢键，故沸点CH₄＜NH₃，故答案为：＞；＜；＞；＜；
（3）Al能将污水中NO₃^-转化为N₂，同时铝的反应产物还能净化污水，该反应的离子方程式10Al+6NO₃^-+18H₂O=3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，其中产生的铝的化合物能净水的原理是生成的Al（OH）₃胶体具有吸附作用，
故答案为：10Al+6NO₃^-+18H₂O=3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-；生成的Al（OH）₃胶体具有吸附作用；
（4）①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.66kJ•mol^-1
②CH₂=CH₂（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1306.42kJ•mol^-1
则CO₂和H₂合成（CH₂=CH₂）的热化学方程式为①×3-②得：2CO₂（g）+6 H₂（g）═CH₂=CH₂（g）+4H₂O（l）△H=（-571.66×3+1306.42）kJ•mol^-1=-408.56kJ•mol^-1，故答案为：2CO₂（g）+6 H₂（g）═CH₂=CH₂（g）+4H₂O（l）△H=-408.56kJ•mol^-1．

点评 本题考查了元素周期表以及元素周期律的应用，以此为载体，考查了盖斯定律、熔沸点的比较、电负性、第一电离能以及铝的净水等，难度中等．