Question

已知A、B均是由两种短周期元素组成的化合物，A中某元素的质量分数为75%，C、J是同周期元素的气态氢化物，X为无色液体，D具有两性．反应生成的水均已略去．它们有如下图所示的关系．

（1）写出化学式：A．

Al₄C₃

，B．

Na₂O₂

，C．

CH₄

．
（2）反应③中每生成lmolF，转移电子的数目为：

1.204×10²⁴

．
（3）反应④的化学方程式为：

4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O

．
（4）写出离子方程式分别为：反应②

2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或AlO₂^-+CO₂+2H₂O=2Al（OH）₃↓+HCO₃^-

；
反应⑤

Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O

．
（5）反应①中，每1.00g C与足量的F作用，恢复到25℃放出55.6kJ热量，写出反应①的热化学方程式．

CH₄（g）+2O₂（g）

点燃  .

CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-889.6kJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：1．X为无色液体，推断X为H₂O；
2．D具有两性，可知D为Al₂O₃或Al（OH）₃，而Al₂O₃要经过氢氧化铝脱水或铝直接与氧气化合而得，图中显然不具备这样的条件，因此D为Al（OH）₃，D由A反应而来，A中含铝元素；
3．因为D遇I溶解，可知I为强酸或强碱，但I由J一路反应而来，又有J为第二周期元素的气态氢化物，因此J为非金属氢化物，I为强酸，而L+X生成I+K，只有硝酸的生成（3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO）符合这一模式，I为HNO₃；L为NO₂，K为NO，由NO+F到NO₂，F为O₂．顺便也可知J中含氮元素，J为NH₃；
4．因为C也为第二周期元素的气态氢化物，而第二周期元素的气态氢化物一般只研究碳与氮元素的氢化物（若C为HF，则A为AlF₃，不合题意；而硼的性质一般不做研究，否则要给提示或条件），J为NH₃，所以C为烃类，A为碳与铝的化合物，结合给出的质量分数，A为Al₄C₃，它与水发生水解反应时，碳元素的价态不变，因此产物C为甲烷（CH₄），它与F（氧气）反应除水之外的产物H为CO₂．A+X=C+D反应方程式：Al₄C₃+12H₂O→4Al（OH）₃+3CH₄↑；
5．因为H与G反应生成D（Al（OH）₃），G由D反应来，因此G为偏铝酸盐，E为强碱，因为E由短周期元素化合物B与水反应来，所以E为NaOH，G为NaAlO₂，因为B+水生成NaOH+O₂，所以B为Na₂O₂．依据推断物质分析回答问题．

解答：解：1．X为无色液体，推断X为H₂O；
2．D具有两性，可知D为Al₂O₃或Al（OH）₃，而Al₂O₃要经过氢氧化铝脱水或铝直接与氧气化合而得，图中显然不具备这样的条件，因此D为Al（OH）₃，D由A反应而来，A中含铝元素；
3．因为D遇I溶解，可知I为强酸或强碱，但I由J一路反应而来，又有J为第二周期元素的气态氢化物，因此J为非金属氢化物，I为强酸，而L+X生成I+K，只有硝酸的生成（3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO）符合这一模式，L为NO₂，K为NO，由NO+F到NO₂，F为O₂．顺便也可知J中含氮元素，J为NH₃；
4．因为C也为第二周期元素的气态氢化物，而第二周期元素的气态氢化物一般只研究碳与氮元素的氢化物（若C为HF，则A为AlF₃，不合题意；而硼的性质一般不做研究，否则要给提示或条件），J为NH₃，所以C为烃类，A为碳与铝的化合物，结合给出的质量分数，A为Al₄C₃，它与水发生水解反应时，碳元素的价态不变，因此产物C为甲烷（CH₄），它与F（氧气）反应除水之外的产物H为CO₂．A+X=C+D反应方程式：Al₄C₃+12H₂O→4Al（OH）₃+3CH₄↑；
5．因为H与G反应生成D（Al（OH）₃），G由D反应来，因此G为偏铝酸盐，E为强碱，因为E由短周期元素化合物B与水反应来，所以E为NaOH，G为NaAlO₂，因为B+水生成NaOH+O₂，所以B为Na₂O₂．综上所述判断出的各物质为：A为Al₄C₃ ；B为Na₂O₂；C为CH₄；D为Al（OH）₃；E为NaOH；F为O₂；G为NaAlO₂；H为CO₂；I为HNO₃；为NH₃；K为NO；LNO₂；X为H₂O；
（1）依据分析推断得到A、B、C分别为：Al₄C₃、Na₂O₂、CH₄，故答案为：Al₄C₃；Na₂O₂；CH₄；
（2）反应③为2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂；反应中过氧化钠自身氧化还原反应，氧元素化合价从-1价变化为0价，-2价，反应中每生成lmolF（O₂）转移电子物质的量为2mol，转移电子数为1.204×10²⁴，故答案为：1.204×10²⁴；
（3）反应④是氨气的催化氧化反应，反应的化学方程式为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O，故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；
（4）反应②是二氧化碳气体通入偏铝酸钠溶液中发生的反应，反应的离子方程式为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或AlO₂^-+CO₂+2H₂O=2Al（OH）₃↓+HCO₃^-；反应⑤是氢氧化铝在硝酸中溶解的反应，反应的离子方程式为：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，
故答案为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或AlO₂^-+CO₂+2H₂O=2Al（OH）₃↓+HCO₃^-；Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
（5）反应①是甲烷燃烧生成二氧化碳和水的反应，每1.00g CH₄与足量的F（O₂）作用，恢复到25℃水为液体，放出55.6kJ热量；依据化学方程式计算1mol甲烷燃烧放热为889.6KJ；
反应的热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）

点燃  .

CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6kJ?mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）

点燃  .

CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6kJ?mol^-1．

点评：本题考查了物质转化关系的分析判断，物质性质的应用，反应现象的分析，化学方程式、离子方程式、热化学方程式的书写方法和计算应用，物质性质的分析，现象的推断是解题关键．题目难度中等．