Question

【题目】A、B、D和E四种元素均为短周期元素，原子序数逐渐增大。A元素原子的核外电子数、电子层数和最外层电子数均相等。B、D、E三种元素在周期表中相对位置如图①所示，只有E元素的单质能与水反应生成两种酸。甲、乙、M、W、X、Y、Z七种物质均由A、B、D三种元素中的一种或几种组成，其中只有M分子同时含有三种元素;W为N2H4，可做火箭燃料；甲、乙为非金属单质；X分子中含有10个电子。它们之间的转化关系如图②所示。

图①图②

回答下列问题:

(1)甲和乙生成标准状况下1.12 L Y，吸收9.025 kJ热量，写出反应的热化学方程式：________。

(2)一定量E的单质与NaOH溶液恰好完全反应后，所得溶液的pH__7(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是____(用离子方程式表示)。

(3)W-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。W-空气燃料电池放电时，正极反应式为_____，负极反应式为______。

(4)将一定量的A2、B2混合气体放入1 L密闭容器中，在500 ℃、2×107 Pa下达到平衡。测得平衡气体的总物质的量为0.50 mol，其中A2为0.3 mol，B2为0.1 mol。则该条件下A2的平衡转化率为____,该温度下的平衡常数为____。

Answer 1

【答案】N2(g)+O2(g)=2NO(g)　ΔH=+361 kJ·mol-1 大于 ClO-+H2OHClO+OH- O2+2H2O+4e-=4OH- N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O 33.3% 3.7

【解析】

A. B. D.E四种元素均为短周期元素，原子序数逐渐增大，A元素原子的核外电子数、电子层数和最外层电子数均相等，推知元素A是H；由元素在周期表中位置，可知B、D位于第二周期，E位于第三周期，而E元素的单质能与水反应生成两种酸，则E为Cl，可推知B为N元素、D为O元素；

甲、乙、M、W、X、Y、Z七种物质均由H、N、O三种元素中的一种或几种组成,其中W为N2H4，甲、乙为非金属单质，X分子含有10个电子，结合转化关系可知，甲是O2、乙是N2、X是H2O，依次可推导出Y是NO、Z是NO2、M是HNO3。

(1)氧气和氮气生成标准状况下1.12LNO，吸收9.025kJ的热量，则生成2molNO吸收的热量为9.025kJ×2mol×22.4L/mol11.2L=361kJ，所以该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+361kJ/mol，

故答案为：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+361kJ/mol；

(2)一定量氯气与NaOH溶液恰好完全反应后得到等浓度的NaCl、NaClO溶液，溶液中次氯酸根水ClO-+H2OHClO+OH-，破坏水的电离平衡，溶液呈碱性，所得溶液的pH大于7，

故答案为：大于；ClO-+H2OHClO+OH-；

(3)正极发生还原反应，氧气在正极得电子，碱性条件下生成OH，正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，负极发生氧化反应，失去电子，碱性条件下生成氮气与水，负极反应式为：N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O。

故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O；

(4)测得平衡气体的总物质的量为0.50mol，其中A2为0.3mol，B2为0.1mol，则：

3H2(g)+N2(g)2NH3(g)

开始(mol):0.45 0.15 0

转化(mol):0.15 0.05 0.1

平衡(mol):0.3 0.1 0.50.30.1=0.1

则该条件下H2的平衡转化率为，

容器体积为1L，用物质的量代替浓度计算平衡常数，则K==3.7

故答案为：33.3%；3.7