题目内容

10.W、X、Y、Z、M五种短周期元素在周期表中的位置如图1,ZY2是形成酸雨的主要物质之一.

(1)M元素的离子结构示意图为
(2)Z、M二种元素的最简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为HCl>H2S(用化学式表示).
(3)NaHZ水溶液呈碱性的原因是HS-+H2?H2S+OH-((用离子方程式表示)
(4)一定条件下X2和H2在2L的密闭容器中发生如下反应X2+3H2═2XH3△H<0,测出如下数据:
    时间(min)
物质的量(mol)

0

1

2

3

4
X23.0n12.4n3n5
H29.08.47.2n4n6
XH300.4n22.02.0
反应达到平衡时,X2的转化率为33.3%,该反应的平衡常数为$\frac{1}{27}$(可用分数表示)
(5)在火箭推进器中装有强还原剂液态X2H4和强氧化剂液态H2Y2,当它们混合时,平均每转移1mol电子放热160kJ,同时生成液态水和氮气,该反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)△H=-640kJ/mol.
(6)传感器工作原理如右图,气体扩散进入传感器,在敏感电极上发生反应,传感器就会接收到电信号.若待测气体WO:电解质溶液为H2ZO4,对电极充入空气,有电流产生,则下列说法中正确的是C、D
A.敏感电极作电池正极
B.对电极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.敏感电极附近电解质溶液的PH变小
D.若标况下44.8mLWO通入敏感电极时,传感器上电子转移数目为0.004NA.

分析 W、X、Y、Z、M五种短周期元素在周期表中的位置如图1,ZY2是形成酸雨的主要物质之一,判断Z为S,Y为O,M为Cl,W为C,X为N,
(1)根据氯为非金属元素,最外层电子数多于4,易得到电子,形成阴离子,氯元素是17号元素,故氯离子的核内质子数为17,当核电荷数=质子数<核外电子数,为阴离子;
(2)Z、M二种元素的最简单气态氢化物为H2S,HCl,依据非金属性强弱判断氰化物的稳定性;
(3)NaHZ水溶液呈碱性的原因是HS-离子水解,破坏了水的电离平衡氢氧根离子浓度增大,溶液显碱性;
(4)结合图表数据分析可知3min反应达到平衡状态,依据化学平衡三段式列式计算,转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%,平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度的幂次方乘积得到;
(5)平均每转移1mol电子放热160kJ,依据元素化合价变化,1molN2H4反应生成N2电子转移4mol,放热4×160KJ=640KJ,标注物质聚集状态和反应放出的热量书写热化学方程式;
(6)A、如气体被氧化,发生氧化反应,敏感电极为负极,如气体被还原,敏感电极为正极,若待测气体CO发生氧化反应,做负极;
B、检测H2S气体时,被氧化生成H2SO4,说明电解池溶液呈酸性,正极上氧气得电子被还原生成水;
C、敏感电极为负极,敏感电极附近电极反应电解质溶液的PH变小
D、若标况下44.8mLCO物质的量=$\frac{0.0448L}{22.4L/mol}$=0.02mol,通入敏感电极时发生反应生成二氧化碳,电子转移0.04mol.

解答 解:(1)根据氯为非金属元素,最外层电子数多于4,易得到电子,形成阴离子,氯元素是17号元素,故氯离子的核内质子数为17,当核电荷数=质子数<核外电子数,为阴离子,故氯离子的结构示意图是:,
故答案为:;
(2)Z、M二种元素的最简单气态氢化物为H2S,HCl,氯元素活泼性大于硫元素,所以氯化氢稳定性大于硫化氢的稳定性,HCl>H2S,
故答案为:HCl>H2S;
(3)NaHZ水溶液呈碱性的原因是HS-离子水解,破坏了水的电离平衡氢氧根离子浓度增大,溶液显碱性,反应的离子方程式为:HS-+H2O?H2S+OH-,
故答案为:HS-+H2O?H2S+OH-;
(4)依据好像平衡三段式列式计算,
                 X2+3H2═2XH3
起始量(mol/L)  1.5   4.5   0
变化量(mol/L)  0.5   1.5    1
平衡量(mol/L)  1      3    1
X2的转化率=$\frac{0.5mol/L}{1.5mol/L}$×100%=33.3%
平衡常数K=$\frac{{1}^{2}}{1×{3}^{3}}$=$\frac{1}{27}$
故答案为:33.3%,$\frac{1}{27}$;
(5)平均每转移1mol电子放热160kJ,依据元素化合价变化,1molN2H4反应生成N2电子转移4mol,放热4×160KJ=640KJ,标注物质聚集状态和反应放出的热量书写热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)△H=-640kJ/mol,
故答案为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)△H=-640kJ/mol;  
(6)A、失电子发生氧化反应的电极是负极、得电子发生还原反应的电极是正极,根据待测气体和反应产物可知,若待测气体CO发生氧化反应,做负极,故A错误;
B、检测H2S气体时,被氧化生成H2SO4,说明电解池溶液呈酸性,正极上氧气得电子被还原生成水,电极方程式为O2+4H++4e-═2H2O,故B错误;
C、若待测气体CO发生氧化反应,敏感电极做负极,溶液PH减小,故C正确;
D、若标况下44.8mLCO物质的量=$\frac{0.0448L}{22.4L/mol}$=0.02mol,通入敏感电极时发生反应生成二氧化碳,电子转移0.04mol,电子转移数目为0.004NA,故D正确;
故答案为:C、D.

点评 本题考查了化学平衡的计算分析,热化学方程式书写,原电池原理和电极反应的分析判断,掌握基础是关键,题目难度中等.

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