Question

已知X、Y、Z、W是短周期元素中的四种非金属元素，它们的原子序数依次增大．X元素的原子形成的离子就是一个质子，Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍．
（1）请写出Z在元素周期表中的位置

 

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（2）由X、Y、Z、W四种元素可组成酸式盐，该化合物的水溶液与足量NaOH溶液在加热条件下反应的离子方程式为

 

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（3）工业上用E检验输送氯气的管道是否漏气，可观察到大量白烟，同时有单质Z生成，写出化学方程式

 

，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量比为：

 

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（4）Z的氢化物与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），该反应的化学方程式为

 

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（5）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N₂O₄应生成N₂和水蒸气．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄ （1）△H₁=-195kJ?mol^-1
②N₂H₄（1）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
写出肼和N₂O₄ 反应的热化学方程式

 

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Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：化学反应中的能量变化,元素周期律与元素周期表专题

分析：X、Y、Z、W是短周期中四种非金属元素，它们的原子序数依次增大，X元素原子形成的离子就是一个质子，则X是H元素；Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，最外层电子不能超过8，只能有2个电子层，最外层电子数为4，则Y是C元素；Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，且Z的原子序数小于W，所以Z是N元素，W是O元素，据此解答．

解答： 解：依据分析可知：X为氢，Y为碳，Z为氮，W为氧，
（1）Z为氮元素，N有2个电子层，最外层5个电子，处于第二周期第ⅤA族，故答案为：第二周期第ⅤA族；（2）H、C、N、O四种元素可组成酸式盐NH₄HCO₃，碳酸氢铵与足量浓NaOH溶液反应生成碳酸钠、氨气与水，反应离子方程式为：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-=NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-，故答案为：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-=NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-；
（3）工业上用E检验输送氯气的管道是否漏气，可观察到大量白烟，同时有单质氮气生成，故E为氯气，化学方程式为：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂，本反应中氯气为氧化剂，氨气为还原剂，8mol氨气反应，只有2mol被还原，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为：3：2，故答案为：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂；3：2；
（4）NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），次氯酸钠做氧化剂，依据氧化还原反应的电子守恒和原子守恒写出该反应的化学方程式为：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；故答案为：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（5）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-195kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
根据盖斯定律写出肼和N₂O₄反应的热化学方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol；故答案为：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4kJ/mol．

点评：本题主要考查了元素的推断、原子结构，热化学方程式的书写，盖斯定律的应用，题目难度不大．