Question

6．X、Y、Z 为不同短周期非金属元素的气态单质．在一定条件下能发生如下反应：Y+X→甲（g），Y+Z→乙（g）．甲、乙可化合生成离子化合物，甲的相对分子质量小于乙．

（1）X 的电子式是．
（2）白磷（P₄）在 Z 气体中燃烧可生成液态丙分子，也可生成固态丁分子．已知丙分子中各原子最外层均是 8 电子结构，丙的结构式是．白磷固体和 Z 气体反应，生成 1mol 液态丙时，能量变化如图1所示，写出该反应的热化学方程式：$\frac{1}{4}$P₄（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）=PCl₃（l）△H=-a kJ/mol．已知 1mol 白磷固体和 Z 气体反应，生成固态丁时，放热 bkJ，则 1mol 固态丁转化为液态丙时的反应热△H=（a-$\frac{b}{4}$ ）kJ/mol．
（3）某同学拟用图2所示装置证明氧化性 Z＞I₂，已知高锰酸钾与乙的浓溶液反应生成Z，则 a 是淀粉KI的水溶液．若仅将 a 换为甲的浓溶液，实验时会产生大量白烟并有气体单质生成，该反应的化学方程式是8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂．
（4）向一定浓度的 BaCl₂ 溶液中通入 SO₂气体，未见沉淀生成，若在通入 SO₂气体的同时加入由 X、Y、Z 中的一种或几种元素组成的某纯净物，即可生成白色沉淀，该纯净物可能是Cl₂、NH₃．

Answer 1

分析 X、Y、Z为不同短周期非金属元素的气态单质，Y+X→甲（g），Y+Z→乙（g）．甲、乙可化合生成离子化合物，则该化合物为NH₄Cl，甲的相对分子质量小于乙，则甲为NH₃，乙为HCl，Y为H₂，X为N₂，Z为Cl₂．
（1）X为N₂，氮原子之间有3对共用电子对；
（2）白磷（P₄）在氯气中燃烧可生成液态丙为PCl₃，生成固体丁为PCl₅，其中PCl₃分子中各原子最外层均是8电子结构，P原子与Cl原子之间形成1对共用电子对；
由图可知，白磷固体和氯气反应生成PCl₃的反应为放热反应，注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式；
 根据盖斯定律计算1mol 固态丁转化为液态丙时的反应热；
（3）氯气的氧化性大于碘的氧化性，将氯气通入淀粉KI溶液中生成碘单质，溶液变蓝；氯气具有强氧化性，与过量氨气反应生成NH₄Cl和N₂；
（4）若在通入SO₂气体的同时加入Cl₂，发生反应为SO₂+Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，若在通入SO₂气体的同时加入NH₃，溶液中存在大量的SO₃^-．

解答 解：X、Y、Z为不同短周期非金属元素的气态单质，Y+X→甲（g），Y+Z→乙（g）．甲、乙可化合生成离子化合物，则该化合物为NH₄Cl，甲的相对分子质量小于乙，则甲为NH₃，乙为HCl，Y为H₂，X为N₂，Z为Cl₂．
（1）X为N₂，氮原子之间有3对共用电子对，电子式为：，
故答案为：；
（2）白磷（P₄）在氯气中燃烧可生成液态丙为PCl₃，生成固体丁为PCl₅，其中PCl₃分子中各原子最外层均是8电子结构，P原子与Cl原子之间形成1对共用电子对，结构简式为：；
由图可知，白磷固体和氯气反应生成1mol PCl₃ 时放出热量为a kJ，反应热化学方程式为：$\frac{1}{4}$P₄（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）=PCl₃（l）△H=-a kJ/mol；
1mol 白磷固体和 氯气 气体反应，生成固态PCl₅时放热 bkJ，则反应热化学方程式为：$\frac{1}{4}$P₄（s）+$\frac{5}{2}$Cl₂（g）=PCl₅（s）△H=-$\frac{b}{4}$ kJ/mol，
根据盖斯定律，可得：PCl₅（s）=（g）=PCl₃（l）+Cl₂（g）△H=（a-$\frac{b}{4}$ ）kJ/mol，
故答案为：；$\frac{1}{4}$P₄（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）=PCl₃（l）△H=-a kJ/mol；（a-$\frac{b}{4}$ ）kJ/mol；
（3）氯气的氧化性大于碘的氧化性，将氯气通入淀粉KI溶液中生成碘单质，溶液变蓝，即a溶液为淀粉KI溶液，
氯气具有强氧化性，与过量氨气反应生成NH₄Cl和N₂，反应的方程式为8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂，
故答案为：淀粉KI；8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂；
（4）若在通入SO₂气体的同时加入Cl₂，发生反应为SO₂+Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，在BaCl₂溶液中生成BaSO₄沉淀，若在通入SO₂气体的同时加入NH₃，溶液中存在大量的SO₃^-，可生成沉淀BaSO₃，
故答案为：Cl₂、NH₃．

点评 本题考查较为综合，涉及无机物的推断、电子式、热化学方程式、氧化性的比较等问题，侧重考查学生对知识的迁移运用能力的考查，需要学生具备扎实的基础．