Question

13．A、B、C、D、E是五种中学常见的单质，已知A、B、C、D在常温下均为气态，其中D能分别跟A、B、C在一定条件下两两化合，生成化合物X、Y、Z；A与B、C均不能直接化合，有关的转化关系如下图所示（反应条件均已略去）回答下列问题：
（1）Z分子的空间构型为三角锥形
（2）反应③中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2：1
（3）Z和W在催化剂作用下，反应生成C和Y，这是一个很有实际意义的反应，可以消除W对环境的污染，该反应的方程式为4NH₃+6NO$\frac{\underline{催化剂}}{△}$5N₂+6H₂O．
（4）将过量的E加到N的稀溶液中，若过程中转化的电子数目为3.02×10²³个，则参加反应的E的物质的量为0.25mol．
（5）将Z和N反应后的产物溶于水中，则溶液的pH值（填“＜”或“＞”）＜7，其原因是（用离子方程式表示）NH₄⁺+H₂O═NH₃•H₂O．

Answer 1

分析 A、B、C、D在常温下是气体单质，常见的气体单质只有H₂、N₂、O₂、F₂、Cl₂ 五种，其中D能分别跟A、B、C在一定条件下两两化合，可推出D为H₂，那么对应的氢化物可为NH₃、H₂O、HF（或者HCl）．由Y+X+E→G+H₂，可知E为金属，又因为G?H，所以E为变价金属Fe，那么Y+X应为常见的盐酸，那么A为Cl₂，X为HCl，C为N₂，Z为NH₃，B为O ₂，Y为H₂O，由转化关系可知W为NO，M为NO₂，N为HNO₃，G为FeCl₂，H为FeCl₃，结合对应物质的性质以及题目要求解答该题．

解答 解：A、B、C、D在常温下是气体单质，常见的气体单质只有H₂、N₂、O₂、F₂、Cl₂ 五种，其中D能分别跟A、B、C在一定条件下两两化合，可推出D为H₂，那么对应的氢化物可为NH₃、H₂O、HF（或者HCl）．由Y+X+E→G+H₂，可知E为金属，又因为G?H，所以E为变价金属Fe，那么Y+X应为常见的盐酸，那么A为Cl₂，X为HCl，C为N₂，Z为NH₃，B为O ₂，Y为H₂O，由转化关系可知W为NO，M为NO₂，N为HNO₃，G为FeCl₂，H为FeCl₃，
（1）Z为NH₃，为三角锥形分子，故答案为：三角锥形；
（2）反应③为NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，由化合价变化可知被氧化的物质与被还原物质的物质的量之比为2：1，故答案为：2：1；
（3）Z为NH₃，W为NO，在催化剂作用下，反应生成氮气和水，方程式为4NH₃+6NO$\frac{\underline{催化剂}}{△}$5N₂+6H₂O，故答案为：4NH₃+6NO$\frac{\underline{催化剂}}{△}$5N₂+6H₂O；
（4）过量的Fe和HNO₃ 反应生成Fe²⁺，若过程中转化的电子数目为3.02×10²³个，则转移0.5mol电子，参加反应的Fe为0.25 mol，
故答案为：0.25；
（5）Z与N反应后的产物为NH₄NO₃，为强酸弱碱盐，水解呈酸性，pH＜7，离子方程式为NH₄⁺+H₂O═NH₃•H₂O，故答案为：＜；NH₄⁺+H₂O═NH₃•H₂O．

点评 本题考查无机物的推断，明确框图中物质的转化及物质的性质是解答本题的关键，转化图中G与H的转化是推断的突破口，然后利用化学用语、氧化还原反应、盐类水解等知识即可解答．