Question

A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数依次增大，A、E同主族，A元素的原子半径最小，B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应生成一种盐Y，A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物．回答下列问题：
（1）将E的单质投入水中，发生反应的离子方程式为

2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑

该反应的氧化剂是

H₂O

．
（2）常温下，X、Y的水溶液的pH均为5．则两种水溶液中由水电离出的H⁺浓度之比是

10^-4：1

．
（3）化学反应3A₂（g）+C₂（g）?2CA₃（g）．△H=-92.4kJ?mol^-1
①当反应达到平衡时不断改变条件（不改变A₂、C₂和CA₃的 量），如图表示反应速率与反应过程的关系，其中表示平衡混合物中CA₃的含量最高的一段时间是

t₀～t₁

．
②温度为T℃时，将5mol A₂和2mol C₂放入0.5L密闭容器中，平衡后测得C₂的转化率为50%，计算反应的平衡常数为

0.125

．
（4）已知0.4mol 液态C₂ A₄与液态双氧水反应，生成C₂和液态水，放出327.2kJ的热量．1mol液态水变为水蒸气需吸收44.0kJ的热量．写出液态C₂ A₄与液态双氧水反应，生成C₂和水蒸气的热化学方程式

N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642kJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：A元素的原子半径是所有原子中最小的，则A为氢元素；
B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，则B有2个电子层，所以B为碳元素；
C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应生成一种盐Y，则C为氮元素Y为硝酸铵；
A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数依次增大，A、E同主族，则E为钠元素；
A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物，D元素原子序数介于氮元素与钠元素之间，则D为氧元素．

解答：解：A元素的原子半径是所有原子中最小的，则A为氢元素；B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，则B有2个电子层，所以B为碳元素；C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应生成一种盐Y，则C为氮元素，Y为硝酸铵，X为硝酸；A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数依次增大，A、E同主族，则E为钠元素；A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物，D元素原子序数介于氮元素与钠元素之间，则D为氧元素．
所以A为氢元素；B为碳元素；C为氮元素；D为氧元素；E为钠元素；X为硝酸，Y为硝酸铵．
（1）E为钠元素，钠与水反应生成氢氧化钠与氢气，反应离子方程式为2Na+2 H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；所含元素化合价降低的反应物为氧化剂，反应中氢元素化合价由+1价降低为0价，H₂O 为氧化剂．
故答案为：2Na+2 H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；H₂O．
（2）X为硝酸，Y为硝酸铵，常温下，X、Y的水溶液的pH均为5，硝酸中氢氧根离子的浓度等于水电离的氢离子浓度为

10-14

10-5

=10^-9mol/L，硝酸铵溶液中氢离子浓度为水电离的氢离子浓度为10^-5mol/L，则两种水溶液中由水电离出的H⁺浓度之比是10^-9mol/L：10^-5mol/L=10^-4：1．
故答案为：10^-4：1．
（3）化学反应3A₂（g）+C₂（g）?2CA₃（g），△H=-92.4kJ?mol^-1．该反应为体积减小的放热反应．
①t₀～t₁，正逆反应速率相等，平衡不移动；t₁～t₂，正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，导致氨气的含量降低；t₂～t₃，正逆反应速率相等，处于平衡状态，氨气的含量不变；t₃～t₄，正逆反应速率都同等程度的增大平衡不移动，氨气的含量不变；t₄～t₅，正逆反应速率都降低，但逆反应速率大于正反应速率，导致平衡向逆反应方向移动，氨气的含量降低；t₅～t₆，正逆反应速率相等，平衡不移动，氨气的含量不变，所以平衡混合物中CA₃的含量最高的一段时间是t₀～t₁．
故答案为：t₀～t₁．
②温度为T℃时，将5mol A₂和2mol C₂放入0.5L密闭容器中，平衡后测得C₂的转化率为50%，转化的C₂的物质的量为
1mol，
     3A₂（g）+C₂（g）?2CA₃（g）．
开始 5mol     2mol    0
反应 3mol     1mol    2mol
平衡 2mol     1mol    2mol
化学平衡常数K=

( 2mol 0.5L )2

( 1mol 0.5 )．( 2mol 0.5L )3

=

1

8

（L/mol）²．
故答案为：0.125．
（4）0.4mol 液态C₂ A₄与液态双氧水反应，生成C₂和液态水，放出327.2kJ的热量．所以
液态C₂ A₄与液态双氧水反应，生成C₂和液态水的热化学反应方程式为：
N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（l）△H=-818KJ/mol ①
H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44.0kJ/mol  ②
将方程式④×4+①得：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642kJ?mol^-1；
故答案为：N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-642kJ?mol^-1；

点评：本题考查了元素的判断、离子方程式和热化学方程式的书写、化学平衡移动方向的判断等知识点，难点是根据图象中反应速率的变化判断平衡 移动的方向．