Question

19．H、C、N、O、Al、Fe是六種常見元素
（1）Fe位于周期表第四周期，第VIII族，其基態原子未成對電子數為4．碳的同素異形體中，金剛石熔點比C₆₀高（填“高”、“低”）．
（2）用“＞”或“＜”填空：

離子半徑	電負性	第一電離能	沸點
O2-＞Al3+	C＜N	N＞O	CH4＜ NH3

（3）Al能將污水中NO₃^-轉化為N₂，同時鋁的反應產物還能凈化污水，該反應的離子方程式10Al+6NO₃^-+18H₂O=3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-；其中產生的鋁的化合物能凈水的原理是生成的Al（OH）₃膠體具有吸附作用．
（4）已知2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.66kJ•mol^-1
CH₂=CH₂（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1306.42kJ•mol^-1
寫出利用CO₂和H₂合成（CH₂=CH₂）的熱化學方程式為2CO₂（g）+6H₂（g）═CH₂=CH₂（g）+4H₂O（l）△H=-408.56kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根據Fe元素位于周期表第四周期第 VIII族，其基態原子價電子的排布式為3d⁶4S²判斷未成對電子數；根據金剛石是原子晶體，C₆₀是分子晶體，判斷熔點高低；
（2）根據核外電子排布相同的離子，核電荷數越大，離子半徑越小判斷；
根據同一周期元素，電負性隨著原子序數的增大而增大判斷；
根據N基態原子的價電子排布式為2s²2p³處于半充滿的穩定結構第一電離能大判斷；
根據NH₃和CH₄都屬于分子晶體，NH₃分子間存在氫鍵，沸點高判斷．
（3）Al能將污水中NO₃^-轉化為N₂，同時鋁的反應產物還能凈化污水，該反應的離子方程式10Al+6NO₃^-+18H₂O=3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，其中產生的鋁的化合物能凈水的原理是生成的Al（OH）₃膠體具有吸附作用．
（4）根據蓋斯定律①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.66kJ•mol^-1
②CH₂=CH₂（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1306.42kJ•mol^-1
則CO₂和H₂合成（CH₂=CH₂）的熱化學方程式為①×3-②得該熱化學方程式，據此計算焓變；

解答 解：（1）Fe元素位于周期表第四周期第VIII族，價電子的排布式為3d⁶4S²，所以其基態原子未成對電子數為4，因為金剛石是原子晶體，C₆₀是分子晶體，故金剛石熔點比C₆₀高，故答案為：四；VIII；4；高；
（2）核外電子排布相同的離子，核電荷數越大，離子半徑越小，所以離子半徑：O^2-＞Al³⁺；同一周期元素，電負性隨著原子序數的增大而增大，故電負性C＜N；因為N基態原子的價電子排布式為2s²2p³處于半充滿的穩定結構，O基態原子的價電子排布式為2s²2p⁴，O原子比N原子更容易失去第一個電子，故第一電離能N＞O；NH₃和CH₄都屬于分子晶體，NH₃分子間存在氫鍵，故沸點CH₄＜NH₃，故答案為：＞；＜；＞；＜；
（3）Al能將污水中NO₃^-轉化為N₂，同時鋁的反應產物還能凈化污水，該反應的離子方程式10Al+6NO₃^-+18H₂O=3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，其中產生的鋁的化合物能凈水的原理是生成的Al（OH）₃膠體具有吸附作用，
故答案為：10Al+6NO₃^-+18H₂O=3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-；生成的Al（OH）₃膠體具有吸附作用；
（4）①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.66kJ•mol^-1
②CH₂=CH₂（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1306.42kJ•mol^-1
則CO₂和H₂合成（CH₂=CH₂）的熱化學方程式為①×3-②得：2CO₂（g）+6 H₂（g）═CH₂=CH₂（g）+4H₂O（l）△H=（-571.66×3+1306.42）kJ•mol^-1=-408.56kJ•mol^-1，故答案為：2CO₂（g）+6 H₂（g）═CH₂=CH₂（g）+4H₂O（l）△H=-408.56kJ•mol^-1．

點評 本題考查了元素周期表以及元素周期律的應用，以此為載體，考查了蓋斯定律、熔沸點的比較、電負性、第一電離能以及鋁的凈水等，難度中等．