Question

16．某铵态氮肥由W、X、Y、Z 4种短周期元素组成，其中W的原子半径最小．
Ⅰ．若Y、Z同主族，ZY₂是形成酸雨的主要物质之一．
（1）将X、Y、Z的元素符号填在如图1所示元素周期表（局部）中的相应位置上．
（2）X与W元素可组成多种化合物，如：XW₅、XW₃和X₂W₄等，用元素符号或化学式回答下列问题：
①写出X₂W₄的结构式：；
②写出XW₅的电子式：；
③一定条件下，1mol XW₃气体与O₂完全反应生成X元素的单质和液态水，放出382.8kJ热量．该反应的热化学方程式为4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（l）△H=-1531.2kJ•mol^-1．
Ⅱ．若Z是形成化合物种类最多的元素．
（4）该氮肥的名称是碳酸铵或碳酸氢铵（填一种）．
（5）HR是含Z元素的一元酸．室温时，用0.250mol•L^-1NaOH溶液滴定25.0mL HR 溶液时，溶液的pH变化情况如图2所示．其中，a点表示两种物质恰好完全反应．
①图中x＞7 （填“＞”“＜”或“=”）．此时溶液 中离子浓度的关系正确的是c
a．c（Na⁺）=c（R^-）     
b．c（Na⁺）＞c（R^- ）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
c．c（R^-）+c（OH^-）-c（H⁺）=0.11mol•L^-1
②室温时，HR的电离常数K_a=5.0×10^-6（填数值）．

Answer 1

分析 某铵态氮肥由W、X、Y、Z等4种短周期元素组成，该铵盐中一定含有N、H元素，且W的原子半径最小，则W为H元素．
Ⅰ．若Y、Z同主族，ZY₂是形成酸雨的主要物质之一，则ZY₂为SO₂，Y为O、Z为S元素，故X为N元素：
（1）X、Y、Z分别为N、O、S元素，分别处于第二周期ⅤA族、第二周期ⅥA族、第三周期ⅥA族；
（2）①N₂H₄分子中N原子之间形成1对共用电子对，N原子与H原子之间形成1对共用电子对；
②NH₅为NH₄H，由铵根离子与氢负离子构成；
③发生反应：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O，计算4mol氨气反应放出的热量，注明物质聚集状态与反应热，书写热化学方程式；
Ⅱ．若Z是形成化合物种类最多的元素，则Z为C元素，
（4）该氮肥为碳酸铵或碳酸氢铵；
（5）a点时两种物质恰好完全反应，则c（HR）=$\frac{0.02L×0.25mol/L}{0.025L}$=0.2 mol/L，而HR溶液的pH=3，则HR为弱酸，NaR为强碱弱酸盐，溶液呈碱性，结合电荷守恒可知：c（R^-）+c（OH^-）-c（H⁺）=c（Na⁺）；
②0.2 mol/L HR溶液中c（H⁺）=1.0×10^-3mol/L，溶液中c（R^-）≈c（H⁺），c（HR）≈0.2mol/L，代入电离常数K_a=$\frac{c（{H}^{+}）•c（{R}^{-}）}{c（HR）}$计算．

解答 解：某铵态氮肥由W、X、Y、Z等4种短周期元素组成，该铵盐中一定含有N、H元素，且W的原子半径最小，则W为H元素，
Ⅰ．若Y、Z同主族，ZY₂是形成酸雨的主要物质之一，则ZY₂为SO₂，Y为O、Z为S元素，故X为N元素，
（1）X、Y、Z分别为N、O、S元素，分别处于第二周期ⅤA族、第二周期ⅥA族、第三周期ⅥA族，在周期表位置为，
故答案为：；
（2）①N₂H₄分子中N原子之间形成1对共用电子对，N原子与H原子之间形成1对共用电子对，结构式为：，
故答案为：；
②NH₅为NH₄H，由铵根离子与氢负离子构成，电子式为，
故答案为：；
③发生反应：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O，4mol氨气反应放出的热量为382.8kJ×4=1531.2kJ，反应热化学方程式为：4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（l）△H=-1531.2 kJ•mol^-1 ，
故答案为：4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（l）△H=-1531.2 kJ•mol^-1 ；
Ⅱ．若Z是形成化合物种类最多的元素，则Z为C元素：
（4）该氮肥为碳酸铵或碳酸氢铵，
故答案为：碳酸铵或碳酸氢铵；
（5）a点时两种物质恰好完全反应，则c（HR）=$\frac{0.02L×0.25mol/L}{0.025L}$=0.2 mol/L，而HR溶液的pH=3，则HR为弱酸，NaR为强碱弱酸盐，R^-离子水解，溶液呈碱性，则pH＞7，则c（Na⁺）＞c（R^-），水解程度微溶，溶液中离子浓度为：c（Na⁺）＞c（R^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），结合电荷守恒可知：c（R^-）+c（OH^-）-c（H⁺）=c（Na⁺）=$\frac{0.02L×0.25mol/L}{0.045L}$≈0.11mol•L^-1，故ab错误、c正确，
故答案为：＞；c；
②0.2 mol/L HR溶液中c（H⁺）=1.0×10^-3mol/L，溶液中c（R^-）≈c（H⁺）=1.0×10^-3mol/L，c（HR）≈0.2mol/L，电离常数K_a=$\frac{c（{H}^{+}）•c（{R}^{-}）}{c（HR）}$=$\frac{1×1{0}^{-3}×1×1{0}^{-3}}{0.2}$=5.0×10^-6，
故答案为：5.0×10^-6．

点评 本题位置、结构与性质关系的综合应用，题目难度中等，涉及元素推断、电子式、结构式、热化学方程式、盐类水解、电离平衡常数等知识，试题知识点较多、综合性较强，侧重考查考生对基本概念和基本原理的理解和应用能力．