Question

已知A、B、C、D四种短周期元素的原子序数依次增大，B的核电荷数是A、D核电荷数之和的

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倍；A能分别与B、C、D形成电子总数相等的分子X、Y、Z．请回答下列问题：
（1）B、D两元素的名称分别是

 

、

 

．
（2）化合物B₂A₂的电子式为

 

．
（3）Y与C的最高正价氧化物的水化物刚好完全反应时，其生成物的水溶液呈

 

性（填“酸”“碱”或“中”），其原因是（用离子方程式表示）

 

．
（4）在（3）所得生成物的水溶液中，存在着如下关系，用粒子浓度符号填写：
①c（H⁺）+

 

=c（OH^-）+

 

；
②c（H⁺）=c（OH^-）+

 

．
（5）若0.2mol液态化合物B₂A₈C₂与液态C₂D₄完全反应，生成气态的C₂、Z和BD₂，同时放出510kJ热量，试写出该反应的热化学方程式：

 

（6）化合物C₂A₄是可燃性液体，也可用作火箭燃料．C₂A₄-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30% 的KOH溶液，放电时生成C₂、Z，则C₂A₄-空气燃料电池放电时，负极的电极反应式是

 

．

Answer 1

分析：A、B、C、D四种短周期元素的原子序数依次增大，B的核电荷数是A、D核电荷数之和的

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倍，结合原子序数可知，B处于第二周期，且处于偶数族，A能分别与B、C、D形成电子总数相等的分子X、Y、Z，考虑为氢化物，X为H元素，可推知B为C元素、C为N元素，D为O元素，X、Y、Z分别为CH₄、NH₃、H₂O，验证符合题意，
（2）化合物B₂A₂为C₂H₂，C原子之间形成三对共用电子对，C原子与H原子之间形成1对共用电子对；
（3）所得溶液为硝酸铵溶液，溶液中NH₄⁺水解，破坏水的电离平衡溶液呈酸性；
（4）①根据溶液中电荷守恒解答；
②溶液中氢离子来源于水的电离、NH₄⁺水解，根据质子恒等式解答；
（5）计算1molC₂H₈N₂（1）完全反应放出的热量，依据热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态和反应焓变写出；
（6）负极发生氧化反应，N₂H₄在负极失去电子，碱性条件下生成N₂、H₂O．

解答：解：A、B、C、D四种短周期元素的原子序数依次增大，B的核电荷数是A、D核电荷数之和的

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倍，结合原子序数可知，B处于第二周期，且处于偶数族，A能分别与B、C、D形成电子总数相等的分子X、Y、Z，考虑为氢化物，X为H元素，可推知B为C元素、C为N元素，D为O元素，X、Y、Z分别为CH₄、NH₃、H₂O，验证符合题意，则：
（1）由上述分析可知，B为碳，D为氧，故答案为：碳；氧；
（2）化合物B₂A₂为C₂H₂，C原子之间形成三对共用电子对，C原子与H原子之间形成1对共用电子对，其电子式为：，
故答案为：；
（3）Y与C的最高正价氧化物的水化物刚好完全反应时，所得溶液为硝酸铵溶液，溶液中NH₄⁺水解NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，破坏水的电离平衡溶液呈酸性，
故答案为：酸；NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；
（4）①根据溶液中电荷守恒解，可知c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（NO₃^-），
故答案为：c（NH₄⁺）；c（NO₃^-）；
②溶液中氢离子来源于水的电离、NH₄⁺水解，根据质子恒等式，可知c（H⁺）=c（OH^-）+c（NH₃?H₂O），
故答案为：c（NH₃?H₂O）；
（5）1molC₂H₈N₂（1）完全反应放出的热量=510kJ×

1mol

0.2mol

=2550 kJ，故该反应热化学方程式为：C₂H₈N₂（1）+2N₂O₄（1）═2CO₂（g）+4H₂O（g）+3N₂（g）；△H=-2550 kJ?mol^-1，
故答案为：C₂H₈N₂（1）+2N₂O₄（1）═2CO₂（g）+4H₂O（g）+3N₂（g）；△H=-2550 kJ?mol^-1；
（6）负极发生氧化反应，N₂H₄在负极失去电子，碱性条件下生成N₂、H₂O，负极电极反应式为：N₂H₄+4OH^--4e^-═N₂+4H₂O，
故答案为：N₂H₄+4OH^--4e^-═N₂+4H₂O．

点评：本题考查结构性质位置关系、盐类水解、溶液离子浓度比较、热化学方程式、原电池等，题目比较综合，推断元素是解题关键，本题难点是元素的推断，需要学生熟练掌握基础知识，难度中等．