Question

已知A、B、C、D四種短周期元素的原子序數(shù)依次增大，B的核電荷數(shù)是A、D核電荷數(shù)之和的

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倍；A能分別與B、C、D形成電子總數(shù)相等的分子X、Y、Z．請回答下列問題：
（1）B、D兩元素的名稱分別是

 

、

 

．
（2）化合物B₂A₂的電子式為

 

．
（3）Y與C的最高正價氧化物的水化物剛好完全反應時，其生成物的水溶液呈

 

性（填“酸”“堿”或“中”），其原因是（用離子方程式表示）

 

．
（4）在（3）所得生成物的水溶液中，存在著如下關系，用粒子濃度符號填寫：
①c（H⁺）+

 

=c（OH^-）+

 

；
②c（H⁺）=c（OH^-）+

 

．
（5）若0.2mol液態(tài)化合物B₂A₈C₂與液態(tài)C₂D₄完全反應，生成氣態(tài)的C₂、Z和BD₂，同時放出510kJ熱量，試寫出該反應的熱化學方程式：

 

（6）化合物C₂A₄是可燃性液體，也可用作火箭燃料．C₂A₄-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30% 的KOH溶液，放電時生成C₂、Z，則C₂A₄-空氣燃料電池放電時，負極的電極反應式是

 

．

Answer 1

分析：A、B、C、D四種短周期元素的原子序數(shù)依次增大，B的核電荷數(shù)是A、D核電荷數(shù)之和的

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倍，結合原子序數(shù)可知，B處于第二周期，且處于偶數(shù)族，A能分別與B、C、D形成電子總數(shù)相等的分子X、Y、Z，考慮為氫化物，X為H元素，可推知B為C元素、C為N元素，D為O元素，X、Y、Z分別為CH₄、NH₃、H₂O，驗證符合題意，
（2）化合物B₂A₂為C₂H₂，C原子之間形成三對共用電子對，C原子與H原子之間形成1對共用電子對；
（3）所得溶液為硝酸銨溶液，溶液中NH₄⁺水解，破壞水的電離平衡溶液呈酸性；
（4）①根據(jù)溶液中電荷守恒解答；
②溶液中氫離子來源于水的電離、NH₄⁺水解，根據(jù)質(zhì)子恒等式解答；
（5）計算1molC₂H₈N₂（1）完全反應放出的熱量，依據(jù)熱化學方程式書寫方法，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和反應焓變寫出；
（6）負極發(fā)生氧化反應，N₂H₄在負極失去電子，堿性條件下生成N₂、H₂O．

解答：解：A、B、C、D四種短周期元素的原子序數(shù)依次增大，B的核電荷數(shù)是A、D核電荷數(shù)之和的

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倍，結合原子序數(shù)可知，B處于第二周期，且處于偶數(shù)族，A能分別與B、C、D形成電子總數(shù)相等的分子X、Y、Z，考慮為氫化物，X為H元素，可推知B為C元素、C為N元素，D為O元素，X、Y、Z分別為CH₄、NH₃、H₂O，驗證符合題意，則：
（1）由上述分析可知，B為碳，D為氧，故答案為：碳；氧；
（2）化合物B₂A₂為C₂H₂，C原子之間形成三對共用電子對，C原子與H原子之間形成1對共用電子對，其電子式為：，
故答案為：；
（3）Y與C的最高正價氧化物的水化物剛好完全反應時，所得溶液為硝酸銨溶液，溶液中NH₄⁺水解NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，破壞水的電離平衡溶液呈酸性，
故答案為：酸；NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；
（4）①根據(jù)溶液中電荷守恒解，可知c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（NO₃^-），
故答案為：c（NH₄⁺）；c（NO₃^-）；
②溶液中氫離子來源于水的電離、NH₄⁺水解，根據(jù)質(zhì)子恒等式，可知c（H⁺）=c（OH^-）+c（NH₃?H₂O），
故答案為：c（NH₃?H₂O）；
（5）1molC₂H₈N₂（1）完全反應放出的熱量=510kJ×

1mol

0.2mol

=2550 kJ，故該反應熱化學方程式為：C₂H₈N₂（1）+2N₂O₄（1）═2CO₂（g）+4H₂O（g）+3N₂（g）；△H=-2550 kJ?mol^-1，
故答案為：C₂H₈N₂（1）+2N₂O₄（1）═2CO₂（g）+4H₂O（g）+3N₂（g）；△H=-2550 kJ?mol^-1；
（6）負極發(fā)生氧化反應，N₂H₄在負極失去電子，堿性條件下生成N₂、H₂O，負極電極反應式為：N₂H₄+4OH^--4e^-═N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-═N₂+4H₂O．

點評：本題考查結構性質(zhì)位置關系、鹽類水解、溶液離子濃度比較、熱化學方程式、原電池等，題目比較綜合，推斷元素是解題關鍵，本題難點是元素的推斷，需要學生熟練掌握基礎知識，難度中等．