Question

4．短周期元素a、b、c、d的原子序數依次增大．它們分屬于不同主族，這四種元素的原子電子層數之和為8．A、B、C、D依次為a、b、c、d的單質，甲、乙、丙分子內原子數依次為4、3、2．在一定條件下可以發(fā)生如圖所示的化合反應．
（1）將甲和丙兩氣體混合后產生白煙，則丁的電子式為，若將甲通入乙中所得溶液PH大于7，用方程式表示溶液PH大于7 的原因：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-．
（2）寫出一種由a、b、c、d四種元素組成的化合物的化學式NH₄ClO，該化合物形成的晶體是離子晶體（填晶體類型）．
（3）高溫時，甲與C在催化劑作用下加熱可以發(fā)生反應．該反應是工業(yè)生產某強酸的重要環(huán)節(jié)，若將12.8g銅與一定量的該濃酸反應，銅消耗完時，共產生氣體4.48L（標準情況），則所消耗的酸的物質的量是0.6 mol，所得氣體的平均摩爾質量為38g/mol．
（4）t℃時，將2mol A和2mol B通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，2min時反應達到化學平衡，此時測得反應物B還剩余1.6mol．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />從反應開始至達到化學平衡，生成甲的平均反應速率為0.2mol/（L•min），平衡A的轉化率為60%，容器中反應前后的壓強比為5：4．

Answer 1

分析 將甲和丙兩氣體混合后產生白煙，判斷為氨氣和氯化氫氣體反應生成的氯化銨，轉化關系為A+B=甲，A+D=丙，則A為H₂，甲、乙、丙分子內原子數依次為4、3、2，推斷甲為NH₃，丙為HCl，B為N₂，D為Cl₂，短周期元素a、b、c、d的原子序數依次增大．它們分屬于不同主族，這四種元素的原子電子層數之和為8．則c元素的電子層為2個，形成乙為三原子分子，判斷C為H₂O，短周期元素a、b、c、d的原子序數依次增大分別為：H、N、O、Cl，戊為一水合氨溶液，
（1）將甲和丙兩氣體混合后產生白煙丁為氯化銨，是離子化合物，將甲通入乙中所得溶液為一水合氨溶液，一水合氨電離生成氫氧化根離子和銨根離子溶液顯堿性溶液PH大于7；
（2）由a、b、c、d四種元素組成的化合物可以是離子化合物NH₄ClO；
（3）銅和硝酸反應生成硝酸銅與NO₂、NO的混合氣體，反應中硝酸其氧化劑、酸性作用，起氧化劑作用的硝酸生成氮的氧化物，起酸性作用的硝酸生成Cu（NO₃）₂，根據氮原子守恒：2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO、NO₂），據此計算消耗硝酸的物質的量；
依據氧化劑與得到的電子數與還原劑失去的電子數相等計算二氧化氮和一氧化氮的物質的量進而求其摩爾質量；
（4）t℃時，將2mol A和2mol B通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，2min時反應達到化學平衡，此時測得反應物B還剩余1.6mol．反應B為2.0mol-1.6mol=0.4mol，結合化學三行計算列式計算，
                          3H₂+N₂=2NH₃
起始量（mol）     2       2       0
變化量（mol）    1.2     0.4    0.8
平衡量（mol） 0.8      1.6      0.8
反應速率v=$\frac{△c}{△t}$，轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%，氣體壓強之比等于氣體物質的量之比；

解答 解：（1）將甲和丙兩氣體混合后產生白煙丁為氯化銨，氯化銨是離子化合物，由氨根離子與氯離子構成，電子式為：，將甲通入乙中所得溶液為一水合氨溶液，一水合氨電離生成氫氧化根離子和銨根離子溶液顯堿性溶液PH大于7，電離方程式為：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-；

故答案為：；NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-；
（2）由a、b、c、d四種元素組成的化合物可以是離子化合物NH₄ClO，形成晶體為離子晶體，
故答案為：NH₄ClO；離子；
（3）n（Cu）=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，氣體的物質的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，
根據氮原子守恒得消耗的n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO、NO₂）=2×0.2mol+0.2mol=0.6mol；
設生成的二氧化氮的物質的量xmol，生成的一氧化氮的物質的量為ymol，
結合轉移電子守恒列方程組為：
x+y=0.2
x+3y=0.2×2
解得，x=0.1，y=0.1
混合氣體平均分子摩爾質量=$\frac{0.1mol（30+46）g/mol}{0.2mol}$=38g/mol，
故答案為：0.6 mol；38g/mol；
（4）t℃時，將2mol A和2mol B通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，2min時反應達到化學平衡，此時測得反應物B還剩余1.6mol．反應B為2.0mol-1.6mol=0.4mol，結合化學三行計算列式計算，
                       3H₂+N₂=2NH₃
起始量（mol） 2       2      0
變化量（mol） 1.2   0.4   0.8
平衡量（mol） 0.8  1.6   0.8
生成甲的平均反應速率為v=$\frac{△c}{△t}$$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{2min}$=0.2mol/（L•min），
平衡A轉化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%=$\frac{1.2mol}{2mol}$×100%=60%，
氣體壓強之比等于氣體物質的量之比，容器中反應前后的壓強比=（2+2）：（0.8+1.6+0.8）=5：4，
故答案為：0.2mol/（L•min）；60%；5：4．

點評 本題考查了原子結構、微粒性質及其單質化合物的轉化關系分析判斷、化學方程式計算、化學平衡計算等知識點，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．