Question

13．A、B、C、D、E是五種中學常見的單質，已知A、B、C、D在常溫下均為氣態，其中D能分別跟A、B、C在一定條件下兩兩化合，生成化合物X、Y、Z；A與B、C均不能直接化合，有關的轉化關系如下圖所示（反應條件均已略去）回答下列問題：
（1）Z分子的空間構型為三角錐形
（2）反應③中被氧化的物質與被還原的物質的物質的量之比為2：1
（3）Z和W在催化劑作用下，反應生成C和Y，這是一個很有實際意義的反應，可以消除W對環境的污染，該反應的方程式為4NH₃+6NO$\frac{\underline{催化劑}}{△}$5N₂+6H₂O．
（4）將過量的E加到N的稀溶液中，若過程中轉化的電子數目為3.02×10²³個，則參加反應的E的物質的量為0.25mol．
（5）將Z和N反應后的產物溶于水中，則溶液的pH值（填“＜”或“＞”）＜7，其原因是（用離子方程式表示）NH₄⁺+H₂O═NH₃•H₂O．

Answer 1

分析 A、B、C、D在常溫下是氣體單質，常見的氣體單質只有H₂、N₂、O₂、F₂、Cl₂ 五種，其中D能分別跟A、B、C在一定條件下兩兩化合，可推出D為H₂，那么對應的氫化物可為NH₃、H₂O、HF（或者HCl）．由Y+X+E→G+H₂，可知E為金屬，又因為G?H，所以E為變價金屬Fe，那么Y+X應為常見的鹽酸，那么A為Cl₂，X為HCl，C為N₂，Z為NH₃，B為O ₂，Y為H₂O，由轉化關系可知W為NO，M為NO₂，N為HNO₃，G為FeCl₂，H為FeCl₃，結合對應物質的性質以及題目要求解答該題．

解答 解：A、B、C、D在常溫下是氣體單質，常見的氣體單質只有H₂、N₂、O₂、F₂、Cl₂ 五種，其中D能分別跟A、B、C在一定條件下兩兩化合，可推出D為H₂，那么對應的氫化物可為NH₃、H₂O、HF（或者HCl）．由Y+X+E→G+H₂，可知E為金屬，又因為G?H，所以E為變價金屬Fe，那么Y+X應為常見的鹽酸，那么A為Cl₂，X為HCl，C為N₂，Z為NH₃，B為O ₂，Y為H₂O，由轉化關系可知W為NO，M為NO₂，N為HNO₃，G為FeCl₂，H為FeCl₃，
（1）Z為NH₃，為三角錐形分子，故答案為：三角錐形；
（2）反應③為NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，由化合價變化可知被氧化的物質與被還原物質的物質的量之比為2：1，故答案為：2：1；
（3）Z為NH₃，W為NO，在催化劑作用下，反應生成氮氣和水，方程式為4NH₃+6NO$\frac{\underline{催化劑}}{△}$5N₂+6H₂O，故答案為：4NH₃+6NO$\frac{\underline{催化劑}}{△}$5N₂+6H₂O；
（4）過量的Fe和HNO₃ 反應生成Fe²⁺，若過程中轉化的電子數目為3.02×10²³個，則轉移0.5mol電子，參加反應的Fe為0.25 mol，
故答案為：0.25；
（5）Z與N反應后的產物為NH₄NO₃，為強酸弱堿鹽，水解呈酸性，pH＜7，離子方程式為NH₄⁺+H₂O═NH₃•H₂O，故答案為：＜；NH₄⁺+H₂O═NH₃•H₂O．

點評 本題考查無機物的推斷，明確框圖中物質的轉化及物質的性質是解答本題的關鍵，轉化圖中G與H的轉化是推斷的突破口，然后利用化學用語、氧化還原反應、鹽類水解等知識即可解答．