Question

9．（1）已知A、B、C、D是中學化學中常見的四種不同粒子，它們之間存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系（反應條件已經(jīng)略去）：
①如果A、B、C、D均是10電子的粒子，請寫出：A電子式：；D的結(jié)構(gòu)式：H-O-H．
②如果A和C是18電子的粒子，B和D是10電子的粒子，請寫出：A與B在溶液中反應的離子方程式為HS^-+OH^-═S^2-+H₂O． 根據(jù)上述離子方程式，可以判斷C與B結(jié)合質(zhì)子的能力大小是OH^-＞S^2-．（用化學式或離子符號表示）．
（2）另一10電子物質(zhì)，相同條件下對H₂的相對密度為8，常溫常壓下，3.2g該物質(zhì)與足量氧氣充分燃燒后放出akJ熱量，（a＞0）．寫出該物質(zhì)燃燒熱的熱化學方程式：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-5akJ•mol^-1．
將3.2g該物質(zhì)燃燒后的產(chǎn)物通入100mL3mol•L^-1的NaOH溶液中，充分反應后所得的溶液中離子濃度大小關(guān)系為：Na⁺＞HCO₃^-＞CO₃^2-＞OH^-＞H⁺．

Answer 1

分析 （1）①10電子微粒A、B反應得到兩種10電子微粒，應是銨根離子與氫氧根離子反應得到氨氣與水，而C、B都能與氫離子反應，可推知A為NH₄⁺，B為OH^-，C為NH₃，D為H₂O；
②如果A、C均是18電子的粒子，B、D是10電子粒子，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系，可推斷：A為H₂S，B為OH^-，C為HS^-或S^2-，D為H₂O；
（2）另一10電子物質(zhì)，相同條件下對H₂的相對密度為8，則該物質(zhì)相對分子質(zhì)量為16，則該物質(zhì)為CH₄，計算1mol甲烷燃燒放出的熱量，注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應熱書寫熱化學方程式；
3.2g甲烷物質(zhì)的量為0.2mol，則燃燒生成二氧化碳為0.2mol，NaOH物質(zhì)的量為0.3mol，由于1：2＜n（CO₂）：n（NaOH）=2：3＜1：1，而生成NaHCO₃、Na₂CO₃²，根據(jù)鈉離子守恒、碳原子守恒計算各自物質(zhì)的量，結(jié)合溶液中HCO₃^-、CO₃^2-水解進行判斷．

解答 解：（1）①10電子微粒A、B反應得到兩種10電子微粒，應是銨根離子與氫氧根離子反應得到氨氣與水，而C、B都能與氫離子反應，可推知A為NH₄⁺，B為OH^-，C為NH₃，D為H₂O，NH₄⁺的電子式為，H₂O結(jié)構(gòu)式為H-O-H，
故答案為：；H-O-H；
②如果A、C均是18電子的粒子，B、D是10電子粒子，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系，可推斷：A為H₂S，B為OH^-，C為HS^-或S^2-，D為H₂O，A與B在溶液中反應的離子方程式為：HS^-+OH^-═S^2-+H₂O，根據(jù)離子方程式，可以判斷結(jié)合質(zhì)子的能力大小是OH^-＞S^2-，
故答案為：HS^-+OH^-═S^2-+H₂O；OH^-＞S^2-；
（2）另一10電子物質(zhì)，相同條件下對H₂的相對密度為8，則該物質(zhì)相對分子質(zhì)量為16，則該物質(zhì)為CH₄，1mol甲烷燃燒放出的熱量為akJ×$\frac{1mol×16g/mol}{3.2g}$=5a kJ，反應熱書寫熱化學方程式：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-5akJ•mol^-1；
3.2g甲烷物質(zhì)的量為$\frac{3.2g}{16g/mol}$=0.2mol，則燃燒生成二氧化碳為0.2mol，NaOH物質(zhì)的量為0.1L×3mol/L=0.3mol，由于1：2＜n（CO₂）：n（NaOH）=2：3＜1：1，而生成NaHCO₃、Na₂CO₃²，設(shè)二者物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)鈉離子守恒、碳原子守恒可得：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.2}\\{x+2y=0.3}\end{array}\right.$，解得x=y=0.1，結(jié)合溶液中HCO₃^-、CO₃^2-水解呈堿性，且碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根的，故溶液中離子濃度大小為：Na⁺＞HCO₃^-＞CO₃^2-＞OH^-＞H⁺，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-5akJ•mol^-1； Na⁺＞HCO₃^-＞CO₃^2-＞OH^-＞H⁺．

點評 本題考查無機物推斷，熟練掌握常見10電子、18電子微粒的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)應用，難度中等．