Question

6．X、Y、Z 為不同短周期非金屬元素的氣態單質．在一定條件下能發生如下反應：Y+X→甲（g），Y+Z→乙（g）．甲、乙可化合生成離子化合物，甲的相對分子質量小于乙．

（1）X 的電子式是．
（2）白磷（P₄）在 Z 氣體中燃燒可生成液態丙分子，也可生成固態丁分子．已知丙分子中各原子最外層均是 8 電子結構，丙的結構式是．白磷固體和 Z 氣體反應，生成 1mol 液態丙時，能量變化如圖1所示，寫出該反應的熱化學方程式：$\frac{1}{4}$P₄（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）=PCl₃（l）△H=-a kJ/mol．已知 1mol 白磷固體和 Z 氣體反應，生成固態丁時，放熱 bkJ，則 1mol 固態丁轉化為液態丙時的反應熱△H=（a-$\frac{b}{4}$ ）kJ/mol．
（3）某同學擬用圖2所示裝置證明氧化性 Z＞I₂，已知高錳酸鉀與乙的濃溶液反應生成Z，則 a 是淀粉KI的水溶液．若僅將 a 換為甲的濃溶液，實驗時會產生大量白煙并有氣體單質生成，該反應的化學方程式是8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂．
（4）向一定濃度的 BaCl₂ 溶液中通入 SO₂氣體，未見沉淀生成，若在通入 SO₂氣體的同時加入由 X、Y、Z 中的一種或幾種元素組成的某純凈物，即可生成白色沉淀，該純凈物可能是Cl₂、NH₃．

Answer 1

分析 X、Y、Z為不同短周期非金屬元素的氣態單質，Y+X→甲（g），Y+Z→乙（g）．甲、乙可化合生成離子化合物，則該化合物為NH₄Cl，甲的相對分子質量小于乙，則甲為NH₃，乙為HCl，Y為H₂，X為N₂，Z為Cl₂．
（1）X為N₂，氮原子之間有3對共用電子對；
（2）白磷（P₄）在氯氣中燃燒可生成液態丙為PCl₃，生成固體丁為PCl₅，其中PCl₃分子中各原子最外層均是8電子結構，P原子與Cl原子之間形成1對共用電子對；
由圖可知，白磷固體和氯氣反應生成PCl₃的反應為放熱反應，注明物質的聚集狀態與反應熱書寫熱化學方程式；
 根據蓋斯定律計算1mol 固態丁轉化為液態丙時的反應熱；
（3）氯氣的氧化性大于碘的氧化性，將氯氣通入淀粉KI溶液中生成碘單質，溶液變藍；氯氣具有強氧化性，與過量氨氣反應生成NH₄Cl和N₂；
（4）若在通入SO₂氣體的同時加入Cl₂，發生反應為SO₂+Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，若在通入SO₂氣體的同時加入NH₃，溶液中存在大量的SO₃^-．

解答 解：X、Y、Z為不同短周期非金屬元素的氣態單質，Y+X→甲（g），Y+Z→乙（g）．甲、乙可化合生成離子化合物，則該化合物為NH₄Cl，甲的相對分子質量小于乙，則甲為NH₃，乙為HCl，Y為H₂，X為N₂，Z為Cl₂．
（1）X為N₂，氮原子之間有3對共用電子對，電子式為：，
故答案為：；
（2）白磷（P₄）在氯氣中燃燒可生成液態丙為PCl₃，生成固體丁為PCl₅，其中PCl₃分子中各原子最外層均是8電子結構，P原子與Cl原子之間形成1對共用電子對，結構簡式為：；
由圖可知，白磷固體和氯氣反應生成1mol PCl₃ 時放出熱量為a kJ，反應熱化學方程式為：$\frac{1}{4}$P₄（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）=PCl₃（l）△H=-a kJ/mol；
1mol 白磷固體和 氯氣 氣體反應，生成固態PCl₅時放熱 bkJ，則反應熱化學方程式為：$\frac{1}{4}$P₄（s）+$\frac{5}{2}$Cl₂（g）=PCl₅（s）△H=-$\frac{b}{4}$ kJ/mol，
根據蓋斯定律，可得：PCl₅（s）=（g）=PCl₃（l）+Cl₂（g）△H=（a-$\frac{b}{4}$ ）kJ/mol，
故答案為：；$\frac{1}{4}$P₄（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）=PCl₃（l）△H=-a kJ/mol；（a-$\frac{b}{4}$ ）kJ/mol；
（3）氯氣的氧化性大于碘的氧化性，將氯氣通入淀粉KI溶液中生成碘單質，溶液變藍，即a溶液為淀粉KI溶液，
氯氣具有強氧化性，與過量氨氣反應生成NH₄Cl和N₂，反應的方程式為8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂，
故答案為：淀粉KI；8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂；
（4）若在通入SO₂氣體的同時加入Cl₂，發生反應為SO₂+Cl₂+2H₂O═H₂SO₄+2HCl，在BaCl₂溶液中生成BaSO₄沉淀，若在通入SO₂氣體的同時加入NH₃，溶液中存在大量的SO₃^-，可生成沉淀BaSO₃，
故答案為：Cl₂、NH₃．

點評 本題考查較為綜合，涉及無機物的推斷、電子式、熱化學方程式、氧化性的比較等問題，側重考查學生對知識的遷移運用能力的考查，需要學生具備扎實的基礎．