Question

有關(guān)元素X、Y、Z、D、E的信息如下：

元素	有關(guān)信息
X	元素主要化合價為-2，原子半徑為0.074nm
Y	所在主族序數(shù)與所在周期序數(shù)之差為4
Z	原子半徑為0.102nm，其單質(zhì)在X的單質(zhì)中燃燒，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰
D	最高價氧化物對應(yīng)的水化物，能按1：1電離出電子數(shù)相等的陰、陽離子
E	其單質(zhì)有多種同素異形體，一種為自然界中硬度最大

（1）畫出Y的離子結(jié)構(gòu)示意圖______；
（2）寫出D的最高價氧化物的水化物電離出的陰離子的電子式______；
（3）D₂ZX₃的溶液與Y的單質(zhì)可能發(fā)生反應(yīng)，其反應(yīng)的離子方程式為______；
（4）用化學(xué)符號表示D2EX3的水溶液中各離子的濃度關(guān)系（列等式）______；
（5）已知ZX₂與X₂可發(fā)生反應(yīng)：2ZX₂（g）+X₂（g）?2ZX₃（g）△H＜0；
當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時不斷改變條件（不改變ZX₂、X₂、ZX₃的量），反應(yīng)速率隨時間的變化如圖：
其中表示平衡混合物中ZX₃含量最高的一段時間是______；如t～t₁平衡常數(shù)為K₁，t₂～t₃平衡常數(shù)為K₂，則K₁______K₂
（填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

【答案】分析：X的主要化合價是-2價，故X屬于第ⅥA元素，X的原子半徑為0.074nm，X為氧元素；
Y所在主族序數(shù)與所在周期序數(shù)之差為4，只有Cl元素符合，所以Y是氯元素；
Z原子半徑為0.102nm，其單質(zhì)在X的單質(zhì)中燃燒，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，所以Z是鉀元素；
D最高價氧化物對應(yīng)的水化物，能按1：1電離出電子數(shù)相等的陰、陽離子，說明D的最高價氧化物的水化物是堿，能按1：1電離出電子數(shù)相等的陰、陽離子，說明D是第ⅠA族的元素，該元素為常見元素，應(yīng)為鈉元素；
E其單質(zhì)有多種同素異形體，一種為自然界中硬度最大，所以E是碳元素；
（1）根據(jù)離子結(jié)構(gòu)示意圖畫出離子結(jié)構(gòu)示意圖；
（2）根據(jù)陰離子電子式的書寫規(guī)則書寫；
（3）亞硫酸根離子具有還原性，氯氣具有氧化性，所以亞硫酸根離子和氯氣能發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（4）根據(jù)溶液中陰陽離子電荷守恒分析；
（5）根據(jù)平衡的移動判斷平衡混合物中ZX₃含量最高的時間段，根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響判斷平衡常數(shù)的大小．
解答：解：X的主要化合價是-2價，故X屬于第ⅥA元素，X的原子半徑為0.074nm，X為氧元素；
Y所在主族序數(shù)與所在周期序數(shù)之差為4，只有Cl元素符合，所以Y是氯元素；
Z原子半徑為0.102nm，其單質(zhì)在X的單質(zhì)中燃燒，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，所以Z是鉀元素；
D最高價氧化物對應(yīng)的水化物，能按1：1電離出電子數(shù)相等的陰、陽離子，說明D的最高價氧化物的水化物是堿，能按1：1電離出電子數(shù)相等的陰、陽離子，說明D是第ⅠA族的元素，該元素為常見元素，應(yīng)為鈉元素；
E其單質(zhì)有多種同素異形體，一種為自然界中硬度最大，所以E是碳元素；
（1）氯原子得一個電子使最外層達(dá)到8個電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，離子結(jié)構(gòu)示意圖為：，故答案為：；
（2）書寫陰離子電子式時，要用方括號括起來，寫出電荷和電性，氫氧根離子的電子式為：，故答案為：；
（3）亞硫酸根離子具有還原性，氯氣有強(qiáng)氧化性，所以亞硫酸根離子和氯氣能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鹽酸和硫酸，
故答案為：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2Cl^-+2H⁺；
（4）該溶液中存在的陰離子有碳酸根離子、碳酸氫根離子和氫氧根離子，陽離子有鈉離子和氫離子，溶液中陰陽離子電荷守恒，得c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）；
（5）2ZX₂（g）+X₂（g）?2ZX₃（g）△H＜0，該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積減小的放熱反應(yīng)，
t～t₁時間段，正逆反應(yīng)速率相等，是化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡不移動；t₁～t₂時間段，逆反應(yīng)速率降低，正反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，生成物的濃度降低；t₂～t₃時間段，正逆反應(yīng)速率相等，是化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡不移動；t₃～t₄時間段，正逆反應(yīng)速率相等，是化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡不移動，但反應(yīng)速率大于原來的反應(yīng)速率，所以是向容器中加入了催化劑；t₄～t₅時間段，逆反應(yīng)速率降低，正反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，生成物的濃度減低；t₅～t₆時間段，正逆反應(yīng)速率相等，是化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡不移動．所以表示平衡混合物中ZX₃含量最高的一段時間是t～t₁；t～t₁平衡常數(shù)為K₁，t₂～t₃平衡常數(shù)為K₂，t～t₁與t₁～t₂相比，正逆反應(yīng)速率都增大且不相等，可能是壓強(qiáng)增大或溫度升高，但t₁～t₂逆反應(yīng)速率逐漸減小，正反應(yīng)速率逐漸增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，該反應(yīng)是一個氣體體積減小且放熱的反應(yīng)，所以只能是升高溫度導(dǎo)致平衡向逆反應(yīng)方向移動；t₂～t₃時間段，正逆反應(yīng)速率相等，是化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡不移動，所以；t₁～t₂和t₂～t₃時間段溫度相同，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，導(dǎo)致生成物的濃度降低，反應(yīng)物的濃度升高，所以平衡常數(shù)減小，所以K₁大于 K₂．
故答案為：t～t₁；大于．
點(diǎn)評：本題考查了元素的判斷、離子結(jié)構(gòu)示意圖的書寫、電子式的書寫、氧化還原反應(yīng)等知識點(diǎn)，難度不大，會根據(jù)外界條件對化學(xué)平衡的影響來分析圖象是解（5）題的關(guān)鍵．