Question

16．某銨態氮肥由W、X、Y、Z 4種短周期元素組成，其中W的原子半徑最小．
Ⅰ．若Y、Z同主族，ZY₂是形成酸雨的主要物質之一．
（1）將X、Y、Z的元素符號填在如圖1所示元素周期表（局部）中的相應位置上．
（2）X與W元素可組成多種化合物，如：XW₅、XW₃和X₂W₄等，用元素符號或化學式回答下列問題：
①寫出X₂W₄的結構式：；
②寫出XW₅的電子式：；
③一定條件下，1mol XW₃氣體與O₂完全反應生成X元素的單質和液態水，放出382.8kJ熱量．該反應的熱化學方程式為4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（l）△H=-1531.2kJ•mol^-1．
Ⅱ．若Z是形成化合物種類最多的元素．
（4）該氮肥的名稱是碳酸銨或碳酸氫銨（填一種）．
（5）HR是含Z元素的一元酸．室溫時，用0.250mol•L^-1NaOH溶液滴定25.0mL HR 溶液時，溶液的pH變化情況如圖2所示．其中，a點表示兩種物質恰好完全反應．
①圖中x＞7 （填“＞”“＜”或“=”）．此時溶液 中離子濃度的關系正確的是c
a．c（Na⁺）=c（R^-）     
b．c（Na⁺）＞c（R^- ）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
c．c（R^-）+c（OH^-）-c（H⁺）=0.11mol•L^-1
②室溫時，HR的電離常數K_a=5.0×10^-6（填數值）．

Answer 1

分析 某銨態氮肥由W、X、Y、Z等4種短周期元素組成，該銨鹽中一定含有N、H元素，且W的原子半徑最小，則W為H元素．
Ⅰ．若Y、Z同主族，ZY₂是形成酸雨的主要物質之一，則ZY₂為SO₂，Y為O、Z為S元素，故X為N元素：
（1）X、Y、Z分別為N、O、S元素，分別處于第二周期ⅤA族、第二周期ⅥA族、第三周期ⅥA族；
（2）①N₂H₄分子中N原子之間形成1對共用電子對，N原子與H原子之間形成1對共用電子對；
②NH₅為NH₄H，由銨根離子與氫負離子構成；
③發生反應：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O，計算4mol氨氣反應放出的熱量，注明物質聚集狀態與反應熱，書寫熱化學方程式；
Ⅱ．若Z是形成化合物種類最多的元素，則Z為C元素，
（4）該氮肥為碳酸銨或碳酸氫銨；
（5）a點時兩種物質恰好完全反應，則c（HR）=$\frac{0.02L×0.25mol/L}{0.025L}$=0.2 mol/L，而HR溶液的pH=3，則HR為弱酸，NaR為強堿弱酸鹽，溶液呈堿性，結合電荷守恒可知：c（R^-）+c（OH^-）-c（H⁺）=c（Na⁺）；
②0.2 mol/L HR溶液中c（H⁺）=1.0×10^-3mol/L，溶液中c（R^-）≈c（H⁺），c（HR）≈0.2mol/L，代入電離常數K_a=$\frac{c（{H}^{+}）•c（{R}^{-}）}{c（HR）}$計算．

解答 解：某銨態氮肥由W、X、Y、Z等4種短周期元素組成，該銨鹽中一定含有N、H元素，且W的原子半徑最小，則W為H元素，
Ⅰ．若Y、Z同主族，ZY₂是形成酸雨的主要物質之一，則ZY₂為SO₂，Y為O、Z為S元素，故X為N元素，
（1）X、Y、Z分別為N、O、S元素，分別處于第二周期ⅤA族、第二周期ⅥA族、第三周期ⅥA族，在周期表位置為，
故答案為：；
（2）①N₂H₄分子中N原子之間形成1對共用電子對，N原子與H原子之間形成1對共用電子對，結構式為：，
故答案為：；
②NH₅為NH₄H，由銨根離子與氫負離子構成，電子式為，
故答案為：；
③發生反應：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O，4mol氨氣反應放出的熱量為382.8kJ×4=1531.2kJ，反應熱化學方程式為：4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（l）△H=-1531.2 kJ•mol^-1 ，
故答案為：4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（l）△H=-1531.2 kJ•mol^-1 ；
Ⅱ．若Z是形成化合物種類最多的元素，則Z為C元素：
（4）該氮肥為碳酸銨或碳酸氫銨，
故答案為：碳酸銨或碳酸氫銨；
（5）a點時兩種物質恰好完全反應，則c（HR）=$\frac{0.02L×0.25mol/L}{0.025L}$=0.2 mol/L，而HR溶液的pH=3，則HR為弱酸，NaR為強堿弱酸鹽，R^-離子水解，溶液呈堿性，則pH＞7，則c（Na⁺）＞c（R^-），水解程度微溶，溶液中離子濃度為：c（Na⁺）＞c（R^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），結合電荷守恒可知：c（R^-）+c（OH^-）-c（H⁺）=c（Na⁺）=$\frac{0.02L×0.25mol/L}{0.045L}$≈0.11mol•L^-1，故ab錯誤、c正確，
故答案為：＞；c；
②0.2 mol/L HR溶液中c（H⁺）=1.0×10^-3mol/L，溶液中c（R^-）≈c（H⁺）=1.0×10^-3mol/L，c（HR）≈0.2mol/L，電離常數K_a=$\frac{c（{H}^{+}）•c（{R}^{-}）}{c（HR）}$=$\frac{1×1{0}^{-3}×1×1{0}^{-3}}{0.2}$=5.0×10^-6，
故答案為：5.0×10^-6．

點評 本題位置、結構與性質關系的綜合應用，題目難度中等，涉及元素推斷、電子式、結構式、熱化學方程式、鹽類水解、電離平衡常數等知識，試題知識點較多、綜合性較強，側重考查考生對基本概念和基本原理的理解和應用能力．