Question

16．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素，已知：W的一种原子的原子核中没有中子；Y与X相邻，Y与Z也相邻；X、Y、Z三种元素原子的最外层电子数之和为3的整数倍；元素Z在地壳中含量最高．试回答下列各题：
（1）由W、X、Z三种元素可组成A、B、C三种常见的有机化合物，其中A和B是日常生活中常用调味品的主要成分，且A呈酸性，A与B能够反应生成C，写出B在Cu作用下与O₂反应的化学方程式2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃COOH+2H₂O．
（2）由W、X、Y、Z四种元素中的三种元素组成的某种化合物，其浓溶液可与其中第四种元素的单质发生反
应，写出该反应的化学方程式：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
（3）XW₄是一种重要能源物质，如图是1.01×10⁵Pa下，1mol XW₄燃烧生成稳定化合物过程中的能量变化示
意图，其热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（b-a）kJ•mol^-1；．
（4）向50mL 4mol•L^-1的NaOH溶液中通入2.24L元素X的最高价氧化物（标准状况），反应后溶液呈碱性．
填（“中性”、“酸性”、或“碱性”），再向该溶液中滴加Al₂（SO₄）₃溶液，现象为产生白色沉淀，有气体生成，产生该现象的离子方程式为2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
（5）W、X、Y、Z四种元素全部或部分可组成多种无机盐，其组成可表示为W₄Y₂Z₃的盐溶液中离子浓度由大
到小的顺序为：c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；组成可表示为W₅XYZ₃的盐溶液中加入少量NaOH溶液，反应的离子方程式为HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素，W的一种原子的原子核中没有中子，则W为氢元素；元素Z在地壳中含量最高，则Z为氧元素；Y与X相邻，Y与Z也相邻，X、Y的原子序数小于氧元素，则X、Y、Z为同周期相邻，则X为碳元素、Y为氮元素，X、Y、Z三种元素原子的最外层电子数之和为3的整数倍，符合题意．
（1）由H、C、O三种元素可组成A、B、C三种常见的有机化合物，A和B是日常生活中常用调味品的主要成分，为乙酸、乙醇，且A呈酸性，A与B能够反应生成C，则A为乙酸、B为乙醇，C为乙酸乙酯；
（2）由H、C、N、O四种元素中的三种元素组成的某种化合物，其浓溶液可与其中第四种元素的单质发生反应，应是浓硝酸与碳反应生成二氧化碳、二氧化氮、水；
（3）由图可知，1mol甲烷燃烧放出热量为（b-a）kJ，注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式；
（4）50mL 4mol•L^-1的NaOH溶液中NaOH为0.2mol，通入二氧化碳为$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，二者恰好反应生成NaHCO₃；
（5）H、N、O三种元素可组成一种无机盐，其组成可表示为W₄Y₂Z₃，该物质为NH₄NO₃，铵根离子水解，溶液呈酸性，硝酸根浓度大于铵根离子浓度；
组成可表示为W₅XYZ₃的盐为NH₄HCO₃，加入少量氢氧化钠，与碳酸氢根反应生成碳酸根离子与水．

解答 解：W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素，W的一种原子的原子核中没有中子，则W为氢元素；元素Z在地壳中含量最高，则Z为氧元素；Y与X相邻，Y与Z也相邻，X、Y的原子序数小于氧元素，则X、Y、Z为同周期相邻，则X为碳元素、Y为氮元素，X、Y、Z三种元素原子的最外层电子数之和为3的整数倍，符合题意．
（1）由H、C、O三种元素可组成A、B、C三种常见的有机化合物，A和B是日常生活中常用调味品的主要成分，为乙酸、乙醇，且A呈酸性，A与B能够反应生成C，则A为乙酸、B为乙醇，C为乙酸乙酯，B在Cu作用下与O₂反应的化学方程式为2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃COOH+2H₂O，
故答案为：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃COOH+2H₂O；
（2）由H、C、N、O四种元素中的三种元素组成的某种化合物，其浓溶液可与其中第四种元素的单质发生反应，应是浓硝酸与碳反应生成二氧化碳、二氧化氮、水，反应方程式：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（3）由图可知，1mol甲烷燃烧放出热量为（b-a）kJ，反应热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（b-a）kJ•mol^-1；，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-（b-a）kJ•mol^-1；
（4）50mL 4mol•L^-1的NaOH溶液中NaOH为0.2mol，通入二氧化碳为$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，二者恰好反应生成NaHCO₃，由于碳酸氢根水解：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，导致溶液显示碱性，再向该溶液中滴加Al₂（SO₄）₃溶液，发生离子反应：2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Al（OH）₃↓+3CO₂↑，现象为：产生白色沉淀，有气体生成，
故答案为：碱性；产生白色沉淀，有气体生成；2Al³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（5）（5）H、N、O三种元素可组成一种无机盐，其组成可表示为W₄Y₂Z₃，该物质为NH₄NO₃，铵根离子水解，溶液呈酸性，硝酸根浓度大于铵根离子浓度，离子浓度为：c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
组成可表示为W₅XYZ₃的盐为NH₄HCO₃，加入少量氢氧化钠，与碳酸氢根反应生成碳酸根离子与水，反应的离子方程式为：HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O，
故答案为：c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O．

点评 本题考查结构性质位置关系、元素化合物性质、常用化学用语、盐类水解、化学计算等，推断元素是解题的关键，难度中等．注意掌握离子浓度大小比较方法．