题目内容

13．已知三角锥形分子E和直线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M（组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10）如图

回答下列问题：
（1）M的电子式．
（2）E是由极性键构成的极性分子（填“极性”或“非极性”）．
（3）组成G的元素在周期表中的位置第二周期第ⅦA族．
（4）上述反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：2．
（5）根据H2O在化学反应中的作用，按要求完成下列氧化还原反应的化学方程式：
①H2O只作氧化剂：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
②H2O只作还原剂：2F2+2H2O=4HF+O2
③H2O既作氧化剂，又作还原剂：2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑
④H2O既不作氧化剂，又不作还原剂：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑．

分析 由题意知，E是三角锥形分子，M是双原子分子且原子间形成三对共用电子，E和M必定是NH3和N2，G和L都是双原子分子且G是单质，则G是F2，也可能为Cl2（不可能是O2，因为NH3与O2反应生成NO和H2O，不符合上述生成物的结构要求），组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10，所以L是HF．图示反应为：2NH3+3F2=6HF+N2．
（1）M是N2，氮气分子中两个氮原子共用3对电子；
（2）由不同种元素的原子形成共价键为极性键，空间结构不对称为极性分子；
（3）G是F2，根据氟元素原子结构判断其在周期表中的位置；
（4）2NH3+3F2=6HF+N2，反应中NH3是还原剂、F2是氧化剂，根据得失电子守恒计算；
（5）氧化还原反应中，所含元素化合价降低的反应物为氧化剂，所含元素化合价升高的反应物为还原剂，水中氢元素为+1价，降价时水表现为氧化性，水中氧元素化合价为-2价，升价时水表现还原性，据此分析解答．

解答 解：组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10，由反应物和生成物的结构式可知，G、M为单质，E、L为化合物，M为含有3个共用电子对的单质，应为N2，则E为NH3，G可能为F2，二者都能与NH3发生反应，有原子半径的大小可知，G应为F2，则L为HF．
（1）氮气中形成3对共用电子对，电子式为：，
故答案为：；
（2）由不同种元素的原子形成共价键为极性键，E是NH3，含有N-H键，为极性键，NH3中N原子形成3个δ键，有1个孤电子对，为sp3杂化，分子构型为三角锥形，空间结构不对称为极性分子，
故答案为：极性、极性；
（3）主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数，G是F2，氟原子结构示意图是，故G处于第二周期第ⅦA族，
故答案为：第二周期第ⅦA族；
（4）由反应2NH3+3F2=6HF+N2可知，反应中N元素化合价由-3价变为0价，化合价升高被氧化，F元素化合价由0价变为-1价，化合价降低被还原，所以NH3是还原剂、F2是氧化剂，3mol氧化剂氟气与2mol还原剂氨气转移电子相等，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：2，
故答案为：3：2．
（5）①钠与水反应中，水中的氢元素化合价降低，氧元素化合价不变，水只作氧化剂，方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；
故答案为；2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；
②水与氟气反应中，水中氢元素化合价不变，氧元素化合价升高，水只作还原剂，方程式：2F2+2H2O=4HF+O2；
故答案为：2F2+2H2O=4HF+O2；
③电解水生成氢气和氧气，反应中水中的氢元素化合价降低，氧元素化合价升高，水既做氧化剂又做还原剂，方程式：2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑；
故答案为：2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑；
④过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，反应中水中的氢元素、氧元素化合价都不变，水既不是氧化剂又不是还原剂，方程式：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；
故答案为；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑．

点评 本题考查无机物的推断、氧化还原反应化学方程式的书写，题目难度中等，明确氧化还原反应中氧化剂、还原剂概念、根据分子的结构示意图判断物质的种类为解答该题的关键．

练习册系列答案
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13．下列说话正确的是（　　）
A．构成单质分子的粒子一定含共价键
B．非金属元素组成的化合物一定不是离子化合物
C．第ⅠA族和第ⅦA族原子化合时一定形成离子键
D．共价化合物中一定不含离子键
4．某兴趣小组的同学突发奇想，做了下面几个”在试纸上进行的微型电解实验”．
（1）将一片广泛pH试纸浸润Na2SO4溶液，用两根铅笔芯为电极，接触于试纸，然后接通电源，发现铅笔芯与试纸接触端各呈现两个微小的有色同心圆．其中阳极附近内圈pH显示约为3，外圈约为5．用电极反应式表示该极pH小于7的原因2H2O-4e-=O2↑+4H+；．该实验中浸润硫酸钠溶液的作用是增强溶液导电能力．
（2）若将广泛pH试纸浸润饱和NaCl溶液，仍以两根铅笔芯做电极，通电后能闻到刺激气味，阳极电极与试纸接触处呈现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈红色，请说出其原因阳极氯离子放电产生氯气，氯气与水反应生成的次氯酸的漂白性使内圈呈白色，外圈呈红色的原因是氯气与水反应生成的盐酸扩散所致．阴极则呈现深绿色，pH约为13．
（3）若将碘化钾淀粉试纸用蒸馏水浸润，重复上述操作，将会发现阳极电极与试纸接触处的现象是出现蓝色；该极电极反应式为2I--2e-=I2．阴极则无明显现象．若将阳极在试纸上移动，则可”电笔绘画”
（4）若将碘化钾淀粉试纸用饱和NaCl溶液浸润，重复上述操作，则以阳极铅笔芯为中心，迅速向外扩散形成一个蓝色的圈，其迅速向外扩散的原因是阳极产生的氯气迅速扩散的同时将碘化钾氧化为碘单质．若将阴极、阳极由距离较远处使之彼此逐渐靠近，阳极所到之处，以电极与试纸接触处为中心呈现大片蓝色向外扩散，但阴极所到之处，蓝色即刻褪去．其原因是（用化学方程式或离子方程式表示）I2+2NaOH=NaI+NaIO+H2O．
1．在一个恒容反应器中发生反应：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），该反应的平衡常数随温度的变化如表：
温度/℃400500830
平衡常数K1091
（1）该反应的正反应为放热反应．（填“吸热”或“放热”）
（2）830℃时，向反应器中投入1mol CO（g）、2mol H2O（g）、xmol H2（g）和0.5mol CO2（g）发生上述反应，要使反应开始时向逆反应方向进行，x的取值范围是x＞4．
（3）若反应器绝热，判断该反应达到平衡状态的标志是①④（填序号）
①体系的压强不再发生变化                
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变        
④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤消耗1mol H2O（g）的同时，生成1mol CO2（g）
（4）如图表示该反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件浓度变化的情况，图中t2时刻发生改变的条件可能是降低温度，或增加水蒸汽的量，或减少氢气的量（写出两种）．
8．下列反应的离子方程式书写错误的是（　　）
A．盐酸跟氢氧化钠溶液反应：H++OH-═H2O
B．硝酸跟碳酸钠溶液反应：2H++CO32-═CO2↑+H2O
C．氯化钠溶液跟硝酸银溶液反应：Ag++Cl-═AgCl↓
D．盐酸跟氢氧化铜反应：H++OH-═H2O
18．下列操作或装置能达到实验目的是（　　）
A．
如图可用于收集气体H2、CO2、Cl2、NH3
B．
如图除去氯气中的氯化氢
C．
如图配制0.1mol/LNaOH溶液
D．
如图苯萃取碘水中I2，分离出水后的操作
5．下列各组物质中：
①和
②和
③C2H6和
④C2H6和
均属于脂环烃的是①，一氯代物种类相同的是③④，互为同系物的有②④．（用序号填空）
2．现有0.1mol•L-1的Na2SO4和0.2mol•L-1的H2SO4混合溶液100mL，向其中逐滴加入0.2mol•L-1的 Ba（OH）2溶液，并不断搅拌，使反应充分进行．
（1）当加入100mLBa（OH）2溶液时，所得溶液中的溶质是Na2SO4，其物质的量浓度为0.05mol•L-1．
（2）当溶液中沉淀量达到最大时，所加Ba（OH）2溶液的体积为150mL，所得溶液中溶质为NaOH．
3．如图是某化学学习小组用来探究钠与水反应的实验装置．该装置可以集反应、收集、检验气体于一体．图中钠块是用大头针叉住的．请填空：
（1）钠块的位置靠近B管上的胶塞，为了尽可能收集到纯净的气体，应先打开（填“打开”或“关闭”）止水夹，然后慢慢提升A管，待B管中钠块与水接触时，应立即关闭（填“打开”或“关闭”）止水夹，所以A管的作用是；调节水面高度以控制钠块与水的接触．
（2）钠与水反应的离子方程式是2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑．
（3）为了安全，钠与水反应产生的气体在点燃前应该检验氢气的纯度，而该方法中可以直接点燃这种气体，其原因是收集到的氢气是纯净的，点燃该实验中产生的气体的操作方法是，就可以观察到气体的燃烧，该气体燃烧的化学方程式是2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O．

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