题目内容

A、B、C、D、E五种短周期元素,原子序数依次增大,A、E同主族,A元素的原子半径最小,B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应生成一种盐Y,A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物.回答下列问题:
(1)将E的单质投入水中,发生反应的离子方程式为
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2
该反应的氧化剂是
H2O
H2O

(2)常温下,X、Y的水溶液的pH均为5.则两种水溶液中由水电离出的H+浓度之比是
10-4:1
10-4:1

(3)化学反应3A2(g)+C2(g)?2CA3(g).△H=-92.4kJ?mol-1
①当反应达到平衡时不断改变条件(不改变A2、C2和CA3的 量),如图表示反应速率与反应过程的关系,其中表示平衡混合物中CA3的含量最高的一段时间是
t0~t1
t0~t1

②温度为T℃时,将5mol A2和2mol C2放入0.5L密闭容器中,平衡后测得C2的转化率为50%,计算反应的平衡常数为
0.125
0.125

(4)已知0.4mol 液态C2 A4与液态双氧水反应,生成C2和液态水,放出327.2kJ的热量.1mol液态水变为水蒸气需吸收44.0kJ的热量.写出液态C2 A4与液态双氧水反应,生成C2和水蒸气的热化学方程式
N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-642kJ?mol-1
N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-642kJ?mol-1
分析:A元素的原子半径是所有原子中最小的,则A为氢元素;
B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,则B有2个电子层,所以B为碳元素;
C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应生成一种盐Y,则C为氮元素Y为硝酸铵;
A、B、C、D、E五种短周期元素,原子序数依次增大,A、E同主族,则E为钠元素;
A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物,D元素原子序数介于氮元素与钠元素之间,则D为氧元素.
解答:解:A元素的原子半径是所有原子中最小的,则A为氢元素;B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,则B有2个电子层,所以B为碳元素;C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应生成一种盐Y,则C为氮元素,Y为硝酸铵,X为硝酸;A、B、C、D、E五种短周期元素,原子序数依次增大,A、E同主族,则E为钠元素;A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物,D元素原子序数介于氮元素与钠元素之间,则D为氧元素.
所以A为氢元素;B为碳元素;C为氮元素;D为氧元素;E为钠元素;X为硝酸,Y为硝酸铵.
(1)E为钠元素,钠与水反应生成氢氧化钠与氢气,反应离子方程式为2Na+2 H2O=2Na++2OH-+H2↑;所含元素化合价降低的反应物为氧化剂,反应中氢元素化合价由+1价降低为0价,H2O 为氧化剂.
故答案为:2Na+2 H2O=2Na++2OH-+H2↑;H2O.
(2)X为硝酸,Y为硝酸铵,常温下,X、Y的水溶液的pH均为5,硝酸中氢氧根离子的浓度等于水电离的氢离子浓度为
10-14
10-5
=10-9mol/L,硝酸铵溶液中氢离子浓度为水电离的氢离子浓度为10-5mol/L,则两种水溶液中由水电离出的H+浓度之比是10-9mol/L:10-5mol/L=10-4:1.
故答案为:10-4:1.
(3)化学反应3A2(g)+C2(g)?2CA3(g),△H=-92.4kJ?mol-1.该反应为体积减小的放热反应.
①t0~t1,正逆反应速率相等,平衡不移动;t1~t2,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,导致氨气的含量降低;t2~t3,正逆反应速率相等,处于平衡状态,氨气的含量不变;t3~t4,正逆反应速率都同等程度的增大平衡不移动,氨气的含量不变;t4~t5,正逆反应速率都降低,但逆反应速率大于正反应速率,导致平衡向逆反应方向移动,氨气的含量降低;t5~t6,正逆反应速率相等,平衡不移动,氨气的含量不变,所以平衡混合物中CA3的含量最高的一段时间是t0~t1
故答案为:t0~t1
②温度为T℃时,将5mol A2和2mol C2放入0.5L密闭容器中,平衡后测得C2的转化率为50%,转化的C2的物质的量为
1mol,
     3A2(g)+C2(g)?2CA3(g).
开始 5mol     2mol    0
反应 3mol     1mol    2mol
平衡 2mol     1mol    2mol
化学平衡常数K=
(
2mol
0.5L
)2
(
1mol
0.5
).(
2mol
0.5L
)3
=
1
8
(L/mol)2
故答案为:0.125.
(4)0.4mol 液态C2 A4与液态双氧水反应,生成C2和液态水,放出327.2kJ的热量.所以
液态C2 A4与液态双氧水反应,生成C2和液态水的热化学反应方程式为:
N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)△H=-818KJ/mol ①
H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJ/mol  ②
将方程式④×4+①得:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-642kJ?mol-1
故答案为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-642kJ?mol-1
点评:本题考查了元素的判断、离子方程式和热化学方程式的书写、化学平衡移动方向的判断等知识点,难点是根据图象中反应速率的变化判断平衡 移动的方向.
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