Question

目前，化学已发展成一门博大精深、内涵丰富的自然科学，“化学发现”是推动化学学科发展的动力和源泉．请回答下列问题：
（1）英国化学家卢瑟福和他的学生丹麦物理学家玻尔建立了原子结构模型．
①

37 17

CI的中子数为

 

，该氯原子与

23 11

Na原子形成的化合物的摩尔质量为

 

，用电子式表示该化合物的形成过程

 

．
②O^2-的结构示意图为

 

，沸点H₂O

 

H₂S（填“＞”或“＜”）．
（2）．有H、D、T三种原子，把它们之间的关系填写在空白处：
①在标准状况下，它们的单质密度之比为

 

．
②1mol各单质中，它们的质子数之比为

 

．
③1g各单质中，它们的质子数之比为

 

；1g的D₂，T₂中的中子数之比为

 

．
④在同温、同压下，1L各种单质气体中所含电子数之比为

 

．
（3）1871年，俄国化学家门捷列夫不但发现了元素周期律，还科学地预言了一些新元素的存在，如“类铝”元素镓（元素符号：Ga）位于第四周期．
①镓的族序数是

 

，镓的最高价氧化物与盐酸反应的离子方程式是

 

．
②下表是短周期中部分元素的原子半径及主要化合价．

元素代号	W	R	X	Y	Z
原子半径/nm	0.037	0.157	0.066	0.070	0.077
主要化合价	+1	+1	-2	-3，+5	+2，+4

ⅰ：X、Y、Z三种元素的非金属性的强弱顺序为

 

（用元素符号和“＞”表示）．
ⅱ：W、X、Y按原子个数比为4：3：2组成一种离子化合物，化学式为

 

．
ⅲ：R₂X₂的电子式为

 

，ZX₂的电子式为

 

，R₂X₂与W₂X反应的离子方程式为

 

，若反应中转移的电子数为0.4×6.02×10²³，则参加反应的R₂X₂的质量为

 

g．
（4）合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破．德国化学家哈伯和化学工程专家博斯因为研究工业合成氨分获1918年和1931年的诺贝尔化学奖．
①工业合成氨反应的化学方程式

 

．
②化学反应中的能量变化是断裂旧化学键吸收的能量之和与形成新化学键释放的能量之和的差．据表计算：

化学键	H-H	N≡N	H-N
生成（或断裂）1mol化学键时放出（或吸收）的能量	436kJ	946kJ	390kJ

工业合成氨的反应是

 

（填“放热”或“吸热”）反应，1molN₂充分反应时对应热量的数值为

 

kJ．

Answer 1

考点：质量数与质子数、中子数之间的相互关系,原子结构示意图,物质的量的相关计算,元素周期律的作用,位置结构性质的相互关系应用,反应热和焓变

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）①根据中子数=质量数-质子数，化合物的摩尔质量等于各原子的摩尔质量之和；Na原子和Cl原子之间通过得失电子形成离子键；
②O^2-核内有8个质子，核外有10个电子；氢化物中含有氢键的沸点较高；
（2）H、D、T三种原子，它们形成的单质为

1 1

H₂、

2 1

H₂、

3 1

H₂，
①在标准状况下，它们的单质密度之比等于摩尔质量之比；
②1mol各单质中，它们的质子数相同；
③1g各单质中，先求出单质的物质的量，再求质子数之比；先求出每个分子中的中子数，再计算；
④三种单质中电子数相同；
（3）①镓与Al同主族，为第ⅢA族元素；镓的最高价氧化物为Ga₂O₃，根据氧化铝与氢离子的反应写出其与氢离子的离子方程式；
②原子的电子层数越多，其原子半径越大，同一周期元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，X只有-2价，则X为O元素，Y为-3、+5价，而且半径比O原子稍大，则Y为N，Z为+2、+4价，而且半径比N原子稍大，则Z为C元素，W、R均为+1价，而且半径W比O原子小，则W为H元素，R半径比O大很多，则为Na，结合元素周期律、原子结构来分析解答；
（4）①工业合成氨是利用氢气与氮气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气；
②△H=反应物的总键能-生成物的总键能．

解答： 解：（1）①①

37 17

CI的中子数为37-17=20，该氯原子与

23 11

Na原子形成的化合物的摩尔质量为60g/mol；Na原子和Cl原子之间通过得失电子形成离子键，NaCl的形成过程为；
故答案为：20；60g/mol；；
②O^2-核内有8个质子，核外有10个电子，O^2-的结构示意图为；氢化物中含有氢键的沸点较高，则沸点H₂O＞H₂S，故答案为：；＞；
（2）H、D、T三种原子，它们形成的单质为

1 1

H₂、

2 1

H₂、

3 1

H₂，
①在标准状况下，它们的单质密度之比等于摩尔质量之比，则单质密度之比为1：2：3；故答案为：1：2：3；
②1mol各单质中，它们的质子数相同，它们的质子数之比为1：1：1；故答案为：1：1：1；
③1g各单质中，单质的物质的量分别为

1

2

mol、

1

4

mol、

1

6

mol，则质子数之比为为

1

2

：

1

4

：

1

6

=6：3：2；1g的D₂，T₂中的中子数之比为

1

4

×2：

1

6

×4=3：4；
故答案为：6：3：2；3：4；
④在同温、同压下，1L各种单质气体的物质的量相同，三种单质中电子数相同，则单质中所含电子数之比为1：1：1；
故答案为：1：1：1；
（3）①镓与Al同主族，为第ⅢA族元素；镓的最高价氧化物为Ga₂O₃，Ga₂O₃与氢离子的反应离子方程式为：Ga₂O₃+6H⁺=2Ga³⁺+3H₂O；
故答案为：第ⅢA族；Ga₂O₃+6H⁺=2Ga³⁺+3H₂O；
②原子的电子层数越多，其原子半径越大，同一周期元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，X只有-2价，则X为O元素，Y为-3、+5价，而且半径比O原子稍大，则Y为N，Z为+2、+4价，而且半径比N原子稍大，则Z为C元素，W、R均为+1价，而且半径W比O原子小，则W为H元素，R半径比O大很多，则为Na，
ⅰ：同周期从左到右非金属性逐渐减弱，则X、Y、Z三种元素的非金属性的强弱顺序为O＞N＞C；故答案为：O＞N＞C；
ⅱ：W、X、Y按原子个数比为4：3：2组成一种离子化合物，化学式为 NH₄NO₃；故答案为：NH₄NO₃；
ⅲ：Na₂O₂是离子化合物，其电子式为 ，CO₂是共价化合物，碳原子有四个电子分别和氧原子形成两对共用电子对，电子式为，Na₂O₂与H₂O反应生成氢氧化钠和氧气，其反应的离子方程式为2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，若反应中转移的电子数为0.4×6.02×10²³，即0.4mol电子，则参加反应的Na₂O₂的物质的量为0.4mol，其质量为31.2g；
故答案为：；；2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑；31.2；
（4）①工业合成氨是利用氢气与氮气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气，则反应的方程式为：N₂+3H₂

催化剂   .

高温高压

2NH₃；
故答案为：N₂+3H₂

催化剂   .

高温高压

2NH₃；
②在反应N₂+3H₂ 2NH₃中，1mol N₂完全反应为NH₃，断裂3mol H-H键，1mol N三N键共吸收的能量为：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH₃，共形成6molN-H键，放出的能量为：6×390kJ=2340kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为：2340kJ-2254kJ=86kJ，
故答案为：放出；86．

点评：本题属于综合知识的考查，涉及的知识点较多，题目难度中等，侧重于对学生所学知识的综合应用能力的考查，注意对基础知识的积累．