Question

A、B、C、D、E五種短周期元素，其原子序數依次增大，而原子半徑按A、C、B、E、D順序依次增大．A、D同主族；C、D、E三種元素原子、的最外層電子數之和為10，C原子電子數比E原子電子數少5個．B的單質分子中有三對共用電子．
請回答下列問題：
（1）A、C兩元素形成的原子個數比為1：1且呈電中性的微粒的電子式為

（寫兩種）
（2）A、C、D可形成化合物W，其含有的化學鍵有

離子鍵、共價鍵

，以W溶液作為電解質溶液，E棒與鐵棒分別作為電極構成原電池，則負極的電極反應式為

Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O

；以鐵棒為電極，W溶液為電解液構成電解池，則陰極的電極反應為

2H⁺+2e^-=H₂↑

．
（3）A₂和B₂在工業上可合成一種重要的原料BA₃．
①下列的措施有利于提高B₂的轉化率的是

AD

．
A．采用20?50MPa的大氣壓
B．選用400?500℃的高溫
C．使用催化劑
D．及時將BA₃液化
②現有甲、乙兩個固定體積的容器，在相同的體積和溫度下，甲中充入2molBA₃，反應達到平衡時，吸收Q₁kJ的能量；乙中充入
1mol B₂和3mol A₂，反應達到平衡時，放出Q₂kJ的能量；則合成BA₃的熱化學方程式為

N₂（g）+3H₂（g）

高溫高壓

催化劑

2NH₃（g），△H=-（Q₁+Q₂）kJ/mol

．
③現有甲、乙兩個體積和溫度相同的容器，甲容器維持溫度和體積不變，乙容器維持溫度和壓強不變，甲中充入2mol BA₃，乙中充入1mol B₂和3mol A₂，當反應都達到平衡時，BA₃的體積分數甲

＜

乙（填“＞”、“＜”，或“=”），原因是

乙容器中壓強大，生成氨氣的過程進行的程度大，因而氨氣的體積分數高

（4）化合物甲、乙都由A、B、C三種元素組成，甲為弱堿，乙為強酸；常溫下，若兩溶液中水的電離程度相同．
①若乙溶液的pH=a，則甲溶液中水電離產生的C（H⁺）=

10^a-14mol/L

，②兩溶液等體積混合后，混合溶液中的離子濃度由大到小的是

c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）

（5）用D₂C₂在酸性條件下處理含CN^-的工業廢水，將得到一種能夠參與大氣生態環境循環的氣體以及C0₂等物質，請寫出該反應的離子方程式

5Na₂O₂+2CN^-+12H⁺=2CO₂↑+N₂↑+10Na⁺+6H₂O

．

Answer 1

分析：B的單質分子中有三對共用電子，可知B為N，單質分子為氮氣分子，C原子電子數比E原子電子數少5個，且C、D、E原子序數依次增大，原子半徑按C、E、D順序依次增大，所以C是氧，E是鋁，C、D、E三種元素原子的最外層電子數之和為10，所以D是Na，則A是H．
（1）雙氧水是含有共價鍵的共價化合物，根據電子式的書寫方法來回答；
（2）氫氧化鈉時離子化合物，根據原電池和電解池的工作原理知識來書寫電極反應；
（3）①根據壓強對化學平衡移動的影響知識來判斷；
②根據等效平衡原理確定可逆的化學反應的焓變，進而來書寫熱化學方程式；
③根據壓強對化學平衡移動的影響和等效平衡原理來回答；
（4）①據水的離子積常數表達式Kw=C（H⁺）?c（OH^-）來計算酸溶液中水電離出的氫離子濃度；
②硝酸銨中，銨根離子水解導致溶液顯示酸性，根據離子濃度大小比較知識來判斷；
（5）過氧化鈉具有氧化性，根據題意可知氧化含CN^-的工業廢水，將得到一種能夠參與大氣生態環境循環的氣體氮氣以及C0₂等物質，據此來書寫化學方程式．

解答：解：B的單質分子中有三對共用電子，可知B為N，單質分子為氮氣分子，C原子電子數比E原子電子數少5個，且C、D、E原子序數依次增大，原子半徑按C、E、D順序依次增大，所以C是氧，E是鋁，C、D、E三種元素原子的最外層電子數之和為10，所以D是Na，則A是H，
（1）H和O兩元素形成的原子個數比為1：1且呈電中性的微粒為雙氧水，是含有共價鍵的共價化合物，它的電子式為，故答案為：；
（2）A、C、D可形成化合物NaOH，是含有共價鍵和離子鍵的化合物，以氫氧化鈉溶液作為電解質溶液，Al棒與鐵棒分別作為電極構成原電池，則活潑金屬鋁為負極，發生失電子的氧化反應，該電極反應式為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，以鐵棒為電極，NaOH溶液為電解液構成電解池，則陰極是氫離子發生得電子得還原反應，該電極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：離子鍵、共價鍵；Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（3）①氮氣和氫氣在工業上可以合成氨，即N₂+3H₂

高溫高壓

催化劑

2NH₃，有利于提高氮氣的轉化率的措施是能使化學平衡正向移動的方法，可以加入氫氣，增大壓強，及時的將氨氣移走，故答案為：AD；
②甲、乙兩個固定體積的容器，在相同的體積和溫度下，甲中充入2molBA₃和乙中充入1mol B₂和3molA₂，反應達到平衡時是等效的，所以氮氣和氫氣合成氨氣的焓變數值是兩種情況下的熱效應數值之和，反應是放熱反應，即熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）

高溫高壓

催化劑

2NH₃（g），△H=-（Q₁+Q₂）kJ/mol，故答案為：N₂（g）+3H₂（g）

高溫高壓

催化劑

2NH₃（g），△H=-（Q₁+Q₂）kJ/mol；
③甲、乙兩個體積和溫度相同的容器，甲中充入2mol BA₃，乙中充入1mol B₂和3mol A₂，甲容器維持溫度和體積不變，乙容器維持溫度和壓強不變，則相當于乙裝置是在甲裝置的基礎上加壓，加大壓強會使化學平衡向著正反應方向移動，所以氨氣的體積分數增大，故答案為：＜；乙容器中壓強大，生成氨氣的過程進行的程度大，因而氨氣的體積分數高；
（4）化合物甲、乙都由H、N、O三種元素組成，甲為弱堿即為NH₃?H₂O，乙為強酸，即為HNO₃，
①若硝酸溶液的pH=a，據Kw=C（H⁺）?c（OH^-），則溶液中水電離產生的C_（H⁺）=c_（OH^-）=

Kw

10-a

=10^a-14mol/L，故答案為：10^a-14mol/L；
②兩溶液等體積混合后，發生反應生成硝酸銨，銨根離子水解導致溶液顯示酸性，則混合溶液中的離子濃度由大到小的順序是c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案為：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）過氧化鈉具有氧化性，能將CN^-氧化為氮氣，可用來凈水，殺菌消毒，原理方程式為：5Na₂O₂+2CN^-+12H⁺=2CO₂↑+N₂↑+10Na⁺+6H₂O，故答案為：5Na₂O₂+2CN^-+12H⁺=2CO₂↑+N₂↑+10Na⁺+6H₂O．

點評：本題是一道考查學生所學綜合知識的題目，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度大．