Question

12．如表所列是元素周期表部分短周期的主族元素，已知R为地壳中含量最多的金属元素．

	W	X	Y
R				Z

（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CH₂=CH₂．
（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Al₂O₃+N₂+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlN+3CO．
（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c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（5）火箭发动机的燃料胼（N₂H₄）与氧化剂N₂O₄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2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4 kJ/mol．
（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 PC1₅、0.20mol PCl₃和0.40mol Cl₂，反应达到平衡前v（正）＜v（逆）（填“＞”或“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 R为地壳中含量最多的金属元素，则R为Al，可推知W为C、X为N、Y为O、Z为Cl．
（1）Z为Cl元素，原子核外有17个电子，有3个电子层，各层电子数为2、8、7；
（2）W与氢原子形成6原子分子为C₂H₄，分子中碳原子之间形成2对个用电子式；
（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，应生成AlN与CO；
（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为NH₄NO₃，溶液中NH₄⁺离子水解，溶液呈酸性；
（5）肼和N₂O₄发生反应：2N₂H₄+N₂O₄=3N₂+4H₂O，根据盖斯定律书写目标热化学方程式；
（6）根据K=$\frac{c（PC{l}_{3}）×c（C{l}_{2}）}{c（PC{l}_{3}）}$计算平衡常数，再计算浓度商Qc，与平衡常数相比判断反应进行方向，进而确定v（正）、v（逆）相对大小．

解答 解：R为地壳中含量最多的金属元素，则R为Al，可推知W为C、X为N、Y为O、Z为Cl．
（1）Z为Cl元素，原子核外有17个电子，原子结构示意图为：，
故答案为：；
（2）W与氢原子形成6原子分子为C₂H₄，分子中碳原子之间形成2对个用电子式，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，应生成AlN与CO，反应的化学方程式为：Al₂O₃+N₂+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlN+3CO，
故答案为：Al₂O₃+N₂+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlN+3CO；
（4）X最高价氧化物对应水化物与X气态氢化物反应的生成物为NH₄NO₃，溶液中NH₄⁺离子水解，溶液呈酸性，故溶液中离子浓度大小顺序为：c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（5）已知①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ•mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ•mol^-1
由盖斯定律，②×2-①可得：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4 kJ/mol，
故答案为：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4 kJ/mol；
（6）平衡时PCl₃为0.2mol，则：
           PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g），
开始（mol）：1          0          0
转化（mol）：0.2       0.2         0.2
平衡（mol）：0.8       0.2         0.2
则平衡常数K=$\frac{c（PC{l}_{3}）×c（C{l}_{2}）}{c（PC{l}_{3}）}$=$\frac{\frac{0.2}{2}×\frac{0.2}{2}}{\frac{0.8}{2}}$=0.025，
相同温度下，起始时向容器中充入1.00mol PC1₅、0.20mol PCl₃和0.40mol Cl₂，则Qc=$\frac{0.1×0.2}{0.5}$=0.04＞K=0.025，所以反应向逆反应进行，故v（正）＜v（逆），
故答案为：＜．

点评 本题考查元素周期表、化学方程式书写、离子浓度大小比较、热化学方程式书写、平衡常数应用等，是对学生综合能力的考查，（6）中注意根据浓度商与平衡常数关系判断反应进行方向．