题目内容

10．W、X、Y、Z、M五种短周期元素在周期表中的位置如图1，ZY2是形成酸雨的主要物质之一．

（1）M元素的离子结构示意图为
（2）Z、M二种元素的最简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为HCl＞H2S（用化学式表示）．
（3）NaHZ水溶液呈碱性的原因是HS-+H2?H2S+OH-（（用离子方程式表示）
（4）一定条件下X2和H2在2L的密闭容器中发生如下反应X2+3H2═2XH3△H＜0，测出如下数据：
    时间（min）
物质的量（mol）
0
1
2
3
4
X23.0n12.4n3n5
H29.08.47.2n4n6
XH300.4n22.02.0
反应达到平衡时，X2的转化率为33.3%，该反应的平衡常数为$\frac{1}{27}$（可用分数表示）
（5）在火箭推进器中装有强还原剂液态X2H4和强氧化剂液态H2Y2，当它们混合时，平均每转移1mol电子放热160kJ，同时生成液态水和氮气，该反应的热化学方程式为N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（l）△H=-640kJ/mol．
（6）传感器工作原理如右图，气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传感器就会接收到电信号．若待测气体WO：电解质溶液为H2ZO4，对电极充入空气，有电流产生，则下列说法中正确的是C、D
A．敏感电极作电池正极
B．对电极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．敏感电极附近电解质溶液的PH变小
D．若标况下44.8mLWO通入敏感电极时，传感器上电子转移数目为0.004NA．

分析 W、X、Y、Z、M五种短周期元素在周期表中的位置如图1，ZY2是形成酸雨的主要物质之一，判断Z为S，Y为O，M为Cl，W为C，X为N，
（1）根据氯为非金属元素，最外层电子数多于4，易得到电子，形成阴离子，氯元素是17号元素，故氯离子的核内质子数为17，当核电荷数=质子数＜核外电子数，为阴离子；
（2）Z、M二种元素的最简单气态氢化物为H2S，HCl，依据非金属性强弱判断氰化物的稳定性；
（3）NaHZ水溶液呈碱性的原因是HS-离子水解，破坏了水的电离平衡氢氧根离子浓度增大，溶液显碱性；
（4）结合图表数据分析可知3min反应达到平衡状态，依据化学平衡三段式列式计算，转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%，平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度的幂次方乘积得到；
（5）平均每转移1mol电子放热160kJ，依据元素化合价变化，1molN2H4反应生成N2电子转移4mol，放热4×160KJ=640KJ，标注物质聚集状态和反应放出的热量书写热化学方程式；
（6）A、如气体被氧化，发生氧化反应，敏感电极为负极，如气体被还原，敏感电极为正极，若待测气体CO发生氧化反应，做负极；
B、检测H2S气体时，被氧化生成H2SO4，说明电解池溶液呈酸性，正极上氧气得电子被还原生成水；
C、敏感电极为负极，敏感电极附近电极反应电解质溶液的PH变小
D、若标况下44.8mLCO物质的量=$\frac{0.0448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，通入敏感电极时发生反应生成二氧化碳，电子转移0.04mol．

解答 解：（1）根据氯为非金属元素，最外层电子数多于4，易得到电子，形成阴离子，氯元素是17号元素，故氯离子的核内质子数为17，当核电荷数=质子数＜核外电子数，为阴离子，故氯离子的结构示意图是：，
故答案为：；
（2）Z、M二种元素的最简单气态氢化物为H2S，HCl，氯元素活泼性大于硫元素，所以氯化氢稳定性大于硫化氢的稳定性，HCl＞H2S，
故答案为：HCl＞H2S；
（3）NaHZ水溶液呈碱性的原因是HS-离子水解，破坏了水的电离平衡氢氧根离子浓度增大，溶液显碱性，反应的离子方程式为：HS-+H2O?H2S+OH-，
故答案为：HS-+H2O?H2S+OH-；
（4）依据好像平衡三段式列式计算，
                 X2+3H2═2XH3
起始量（mol/L）  1.5   4.5   0
变化量（mol/L）  0.5   1.5    1
平衡量（mol/L）  1      3    1
X2的转化率=$\frac{0.5mol/L}{1.5mol/L}$×100%=33.3%
平衡常数K=$\frac{{1}^{2}}{1×{3}^{3}}$=$\frac{1}{27}$
故答案为：33.3%，$\frac{1}{27}$；
（5）平均每转移1mol电子放热160kJ，依据元素化合价变化，1molN2H4反应生成N2电子转移4mol，放热4×160KJ=640KJ，标注物质聚集状态和反应放出的热量书写热化学方程式为N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（l）△H=-640kJ/mol，
故答案为：N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（l）△H=-640kJ/mol；  
（6）A、失电子发生氧化反应的电极是负极、得电子发生还原反应的电极是正极，根据待测气体和反应产物可知，若待测气体CO发生氧化反应，做负极，故A错误；
B、检测H2S气体时，被氧化生成H2SO4，说明电解池溶液呈酸性，正极上氧气得电子被还原生成水，电极方程式为O2+4H++4e-═2H2O，故B错误；
C、若待测气体CO发生氧化反应，敏感电极做负极，溶液PH减小，故C正确；
D、若标况下44.8mLCO物质的量=$\frac{0.0448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，通入敏感电极时发生反应生成二氧化碳，电子转移0.04mol，电子转移数目为0.004NA，故D正确；
故答案为：C、D．

点评 本题考查了化学平衡的计算分析，热化学方程式书写，原电池原理和电极反应的分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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20．元素在周期表中位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，如图是元素周期表的一部分，请用元素符号或化学式填空
（1）如图所示元素中：
①金属性最强的元素是Pb；②原子半径最小的是F；③最高价含氧酸酸性最强的是HClO4；④易升华的单质是I2；⑤阴影部分属于元素周期表中的VIA族．
（2）根据元素周期律推导：
①稳定性：H2S＜HCl；（用“＞”或“＜”表示，下同）；
②沸点：HF＞HCl；
③还原性：I-＞Br-．
（3）根据同主族元素性质的相似性和递变性进行预测：
①关于Se的预测正确的是BC（填序号）
A．常温下Se单质是气体         B．Se最高价氧化物的水化物能和NaOH发生反应
C．氢化物的化学式为H2Se        D．常见的氧化物只有SeO3
②已知Cl2在水溶液中能和SO2反应，Cl2+2H2O+SO2═H2SO4+2HCl，写出Br2在水溶液中和SO2反应的离子反应方程式Br2+2H2O+SO2═4H++SO42-+Cl-．
1．哈伯因发明用氨气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖，现向一密闭容器中充入1molN2和3molH2，在一定条件下使该反应发生N2+3H2═2NH3．下列说法正确的是（　　）
A．一定条件下达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1：3：2
B．达到化学平衡时，N2完全转化为NH3
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18．新铃兰醛可通过下列两步合成制备，下列说法不正确的是（　　）
A．反应①属于加成反应
B．新铃兰醛能发生消去反应
C．检验新铃兰醛中是否混有醛X，可用溴水
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5．研究氮及其化合物的性质在人类进步过程中具有极为重要的意义．
（1）已知反应：
①2H2（g）+O2（g）?2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol
②N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol
③4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H=-905kJ/mol
则反应④4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）的△H=-1266 kJ/mol．
（2）在恒温恒容的甲容器，恒温恒压的乙容器中分别进行合成氨反应（图中所示数据均为初始物理量）．t分钟后反应均达到平衡，生成NH3均为0.4mol（忽略水对压强的影响及氨气的溶解）．

①该条件下甲容器中反应的平衡常数K=$\frac{400}{27}$；平衡时，甲容器的压强P=$\frac{3}{4}$P0 （初始压强用P0表示）．
②该条件下，若向乙中继续加入0.2mol N2，达到平衡时N2转化率=12.5%．
（3）在实验室中，某同学利用下列试剂及器材完成的实验能够证明NH3•H2O是弱电解质的是C（选填字母代号）．
A．用氨水做导电性实验，灯泡昏暗
B．将氨水滴入AlCl3溶液中，产生白色沉淀
C．常温下，用pH试纸测得0.1mol/L氨水的pH＜13
D．用湿润的蓝色石蕊试纸测得NH4Cl溶液为紫色
（4）常温下，向1  mol•L-1NH4Cl溶液中通入少量的NH3，此时$\frac{c（N{H}_{4}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$的值减小 （填“增大”、“减小”或“不变”）；若将1 mol•L-1NH4Cl溶液和1mol•L-1NaOH溶液混合后溶液恰好呈中性，则混合前NH4Cl溶液的体积大于NaOH溶液的体积（填“大于”、“小于”或“等于”）．
15．浓度均为0.10mol/L、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，
pH随lg$\frac{V}{{V}_{0}}$的变化如图所示，下列叙述正确的是（　　）
A．MOH的碱性弱于ROH的碱性
B．ROH的电离平衡常数：b点大于a点
C．若两溶液无限稀释，则它们的c（OH-）不相等
D．当lg$\frac{V}{{V}_{0}}$=2时，若两溶液同时升高温度，则$\frac{c（{M}^{+}）}{c（{R}^{+}）}$减小
2．25℃、101kPa下，2g氢气燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是
（　　）
A．2H2（g）+O2（g）═2H2O （l）△H=-285.8 kJ•mol-1
B．2H2（g）+O2（g）═2H2O （l）△H=+571.6 kJ•mol-1
C．2H2（g）+O2（g）═2H2O （g）△H=-571.6 kJ•mol-1
D．H2（g）+1/2O2（g）═H2O （l）△H=-285.8 kJ•mol-1
19．硫代硫酸钠又名“大苏打”，溶液具有弱碱性和较强的还原性，是棉织物漂白后的脱氯剂，定量分析中的还原剂．硫代硫酸钠（Na2S2O3）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得，装置如图1所示．

已知：Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在，有关物质的溶解度曲线如图2所示，
（1）Na2S2O3•5H2O的制备：
步骤1：如图连接好装置后（未装药品），检查A、C装置气密性的操作是关闭K2打开K1，在D中加水淹没导管末端，用热毛巾或双手捂住烧瓶，D中导管有气泡冒出，冷却后形成1段水柱，说明气密性良好．
步骤2：加入药品，打开K1、关闭K2，加热．装置B、D中的药品可选用下列物质中的ACD（填编号）．
A．NaOH溶液      B．浓H2SO4C．酸性KMnO4溶液     D．饱和NaHCO3溶液
步骤3：C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少．
步骤4：过滤C中的混合液，将滤液经过加热浓缩，趁热过滤，再将滤液冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品．
（2）Na2S2O3性质的检验：向足量的新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液，氯水颜色变浅，检查反应后溶液中含有硫酸根，写出该反应的化学方程式Na2 S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl，
（3）常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度，步骤如下：取废水25.00mL，控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解．此时CrO42-全部转化为Cr2O2-7；再加过量KI溶液，充分反应后，加入淀粉溶液作指示剂，用0.010mol•L-1的Na2S2O3溶液进行滴定，反应完全时，消耗Na2S2O3溶液18.00mL．部分反应的离子方程式为：Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O；I2+2S2O32-═S4O62-+2I-
则该废水中Ba2+的物质的量浓度为0.0024mol/L．
20．化学与新型材料、环境保护、能源开发等密切相关，下列说法错误的是（　　）
A．明矾加入水中主要目的是悬浮杂质沉降
B．塑料、光导纤维、合成橡胶都属于有机高分子化合物
C．向含硫高的煤中加入石灰，可减少燃煤对大气的污染
D．利用二氧化碳等原料合成的聚二氧化碳可降解塑料有利于减少白色污染

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