Question

【題目】短周期五種元素A、B、C、D、E的原子序數依次增大。A、B、C的單質在常溫下都呈氣態，C原子最外層電子數是電子層數的3倍，C和E位于同主族。1molDAx與足量的A2C反應生成44.8L(標準狀況)G氣體。A、B的單質依次為G、T，在密閉容器中充入一定量的G、T，一定條件下發生反應G＋TW(未配平)，測得各物質的濃度如表所示。

回答下列問題：

(1)A、B、C能組成既含離子鍵又含共價鍵的化合物，則該化合物的化學式為___。

(2)B、C、D、E的簡單離子中，離子半徑大小排序為___。(用具體的離子表示)

(3)J、L是由A、B、C、E四種元素組成的兩種化合物，J、L溶液混合可產生有刺激性氣味的氣體，寫出這兩種溶液發生反應的離子方程式：___；J、L中能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的是___(填化學式)。

(4)B2A4—C2堿性燃料電池放電效率高。該電池放電時，負極反應式為___；正極附近溶液的pH___(填“增大”“減小”或“不變”)。

(5)由上述五種元素中的四種組成的單質、化合物在一定條件下的轉化關系(部分條件和產物已省略)如圖所示：

①Y是___(填化學式)；W的電子式為___。

②B的最高價氧化物對應的水化物為Q，X與足量的Q溶液反應的化學方程式為___。

③1molW與足量乙完全反應生成K和甲，轉移的電子數約為___。

Answer 1

【答案】NH4NO3(或NH4NO2) r(S2-)＞r(N3-)＞r(O2-)＞r(Mg2+) HSO＋H+=SO2↑＋H2O NH4HSO3 N2H4＋4OH--4e-=N2↑＋4H2O 增大 Mg(OH)2 Mg3N2＋8HNO3=3Mg(NO3)2+2NH4NO3 3.01×1024

【解析】

C原子最外層電子數是電子層數的3倍，即C為O，C和E位于同主族，即E為S，A、B、C的單質在常溫下都呈氣態，且原子序數依次增大，即A為H，B為N，A的單質為G，即G是H2，B的單質為T，即T為N2，化學反應中，各物質的化學反應速率之比等于化學計量數之比，再結合題給表格數據，得3G＋T=2W，即W為NH3，1molDAx與H2O反應生成44.8LH2氣體，氫氣的物質的量為=2mol，DHx中H顯－1價，失電子，則x=2，D顯＋2價，其五種元素的原子序數依次增大，則D為Mg；以此解答。

(1)由分析可知，A為H，B為N，C為O；H、N、O三種元素組成既含有離子鍵又含共價鍵的化合物，該化合物為離子化合物，即該化合物為銨鹽，化合物有NH4NO3、NH4NO2；故答案為：NH4NO3(或NH4NO2)；

(2)由分析可知，B為N，C為O，D為Mg，D為Mg；四種元素的簡單離子是N3－、O2－、Mg2＋、S2－。S2－有3個電子層，半徑最大；N3－、O2－、Mg2＋三種離子的核外電子排布相同，核電荷數越大，半徑越小；離子半徑大小順序是r(S2－)>r(N3－)>r(O2－)>r(Mg2＋)；

(3)四種元素組成化合物為酸式鹽，即銨鹽，該銨鹽化學式為NH4HSO4、NH4HSO3，兩種溶液發生的離子方程式為HSO3－＋H＋=SO2↑＋H2O；NH4HSO3中S的化合價為＋4價，以還原性為主，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色；

(4)B2A4為N2H4，C2為O2，N2H4與O2反應方程式為N2H4＋O2=N2＋2H2O，負極反應式為N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O；正極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，正極附近產生氫氧根，pH增大；

(5)F為紅棕色氣體，即F為NO2，K為NO，聯系氨的催化氧化反應，W為NH3，乙為O2，甲為H2O，M為耐高溫的物質，M可能為Al2O3，也可能為MgO，根據轉化關系，X為Mg3N2，Y為Mg(OH)2，Z為MgO；NH3的電子式為：；

②氮化鎂與足量的HNO3溶液反應生成硝酸鎂和硝酸銨，化學方程式為：Mg3N2＋8HNO3=3Mg(NO3)2+2NH4NO3；

③NH3的催化氧化發生的反應方程式為4NH3＋5O24NO＋6H2O，氮元素由-3價上升到+2價，1mol NH3完全反應轉移5mol電子，轉移的電子數約為：5mol 6.02 1023=3.01 1024。