Question

A、B、C、D、E是中學化學中常見的五種短周期元素，它們在元素周期表中的相對位置如圖1．

A的最高價氧化物對應的水化物與其氫化物反應生成離子化合物；C素有“國防金屬”的美譽．請回答下列問題．
（1）A和C組成的一種離子化合物，能與水反應生成兩種堿，該反應的化學方程式可表示為

 

．該化合物中A微粒的結構示意圖為

 

．
（2）A、D的氫化物相互反應，產(chǎn)生白色固體G．
①鑒定該固體需用到的試劑或試紙（蒸餾水除外）有

 

．
②常溫下，a mol/L的G溶液，其pH為4，則G發(fā)生水解反應的平衡常數(shù)為

 

．
（3）已知一定量的E單質能在B₂（g）中燃燒，其可能的產(chǎn)物及能量關系如圖2所示：請寫出一定條件下EB₂（g）與E（s）反應生成EB（g）的熱化學方程式為

 

．
（4）C單質與過氧化氫構成的原電池可用于驅動無人駕駛的潛航器．該電池以海水為電解質溶液，電池工作時，正極的電極反應式為

 

．
（5）E的某氫化物的相對分子質量的28，該物質與溴水發(fā)生反應的化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：元素周期律和元素周期表的綜合應用,熱化學方程式

專題：化學反應中的能量變化,元素周期律與元素周期表專題

分析：A、B、C、D、E是中學化學中常見的五種短周期元素，根據(jù)元素在周期表中的位置知，E、A、B位于第二周期，C、D位于第三周期，A的最高價氧化物對應的水化物與其氫化物反應生成離子化合物，則A是N元素，所以E是C元素、B是O元素、D是Cl元素；C素有“國防金屬”的美譽，則C是Mg元素，
（1）A和C組成的一種離子化合物為Mg₃N₂，能與水反應生成兩種堿，一種是氨氣、一種是Mg（OH）₂，據(jù)此書寫方程式；該化合物中A微粒中核內有7個質子，核外有10個電子，據(jù)此書寫其離子的結構示意圖；
（2）A、D的氫化物分別是NH₃、HCl，二者相互反應產(chǎn)生白色固體G，G為NH₄Cl，
①固體G是NH₄Cl，鑒定氯離子用硝酸酸化的硝酸銀溶液，鑒定銨根離子用氫氧化鈉溶液和和濕潤的紅色石蕊試紙；
②常溫下，a mol/L的G溶液，其pH為4，銨根離子水解導致溶液呈酸性，則G發(fā)生水解反應的平衡常數(shù)Kh=

c(NH4+)．c(H+)

c(NH3．H2O)

；
（3）由圖可知，1molC（s）與0.5molO₂（g）反應得到1molCO（g）放出熱量=393.5kJ-283kJ=110.5kJ，該反應熱化學方程式為：C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ/mol ①
1molC（s）與1molO₂（g）反應得到1molCO₂（g）放出熱量393.5kJ，該反應熱化學方程式為：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol ②，
根據(jù)蓋斯定律計算；
（4）Mg單質與過氧化氫構成的原電池，該電池以海水為電解質溶液，電池工作時，負極上Mg失電子發(fā)生氧化反應，正極雙氧水分子得電子生成氫氧根離子；
（5）E的某氫化物的相對分子質量的28，則該物質是C₂H₄，乙烯和溴發(fā)生加成反應生成1，2-二溴乙烷．

解答： 解：A、B、C、D、E是中學化學中常見的五種短周期元素，根據(jù)元素在周期表中的位置知，E、A、B位于第二周期，C、D位于第三周期，A的最高價氧化物對應的水化物與其氫化物反應生成離子化合物，則A是N元素，所以E是C元素、B是O元素、D是Cl元素；C素有“國防金屬”的美譽，則C是Mg元素，
（1）A和C組成的一種離子化合物為Mg₃N₂，能與水反應生成兩種堿，一種是氨氣、一種是Mg（OH）₂，其反應方程式為：Mg₃N₂+8H₂O=3Mg（OH）₂↓+2NH₃?H₂O；該化合物中A微粒中核內有7個質子，核外有10個電子，其離子的結構示意圖為，
故答案為：Mg₃N₂+8H₂O=3Mg（OH）₂↓+2NH₃?H₂O；；
（2）A、D的氫化物分別是NH₃、HCl，二者相互反應產(chǎn)生白色固體G，G為NH₄Cl，
①固體G是NH₄Cl，鑒定氯離子用硝酸酸化的硝酸銀溶液，向溶液中滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，如果生成白色沉淀，則說明含有氯離子；鑒定銨根離子用氫氧化鈉溶液和和濕潤的紅色石蕊試紙，如果向溶液中滴加氫氧化鈉溶液并加熱，能生成使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色的氣體，說明溶液中含有銨根離子，
故答案為：氫氧化鈉溶液、紅色石蕊試紙（pH試紙）； 硝酸銀溶液、稀硝酸；
②常溫下，a mol/L的G溶液，其pH為4，銨根離子水解導致溶液呈酸性，則G發(fā)生水解反應的平衡常數(shù)Kh=

c(NH4+)．c(H+)

c(NH3．H2O)

=

10-4．(10-4-10-10)

a-(10-4-10-10)

=

10-8

a-10-4

，
故答案為：

10-8

a-10-4

；
（3）由圖可知，1molC（s）與0.5molO₂（g）反應得到1molCO（g）放出熱量=393.5kJ-283kJ=110.5kJ，該反應熱化學方程式為：C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ/mol ①
1molC（s）與1molO₂（g）反應得到1molCO₂（g）放出熱量393.5kJ，該反應熱化學方程式為：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol ②，
根據(jù)蓋斯定律，①×2-②得：CO₂（g）+C（s）=2CO（g）△H=+172.5kJ/mol，
故答案為：CO₂（g）+C（s）=2CO（g）△H=+172.5kJ/mol；
（4）Mg單質與過氧化氫構成的原電池，該電池以海水為電解質溶液，電池工作時，負極上Mg失電子發(fā)生氧化反應，正極雙氧水分子得電子生成氫氧根離子，電極反應式為H₂O₂+2e^-=2OH^-，故答案為：H₂O₂+2e^-=2OH^-；
（5）E的某氫化物的相對分子質量的28，則該物質是C₂H₄，乙烯和溴發(fā)生加成反應生成1，2-二溴乙烷，反應方程式為CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，故答案為：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br．

點評：本題考查了元素周期表和元素周期律的綜合應用，涉及蓋斯定律、加成反應、離子檢驗、鹽類水解等知識點，根據(jù)元素周期表及原子結構確定元素，再結蓋斯定律、離子的檢驗方法、鹽類水解方程式等知識點來分析解答，知道硫酸根離子、氯離子、銨根離子、亞鐵離子及鐵離子的檢驗方法，為�？疾辄c，難點是鹽類水解平衡常數(shù)的計算，題目難度中等．