Question

Ⅰ、氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用．回答下列問題：
（1）氮元素原子的L層電子數(shù)為

5

；
（2）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O

；
（3）肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和水蒸氣．
已知：
①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9KJ/mol

；
（4）肼一空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時(shí)，負(fù)極的反應(yīng)式為

N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑

．
Ⅱ、一定質(zhì)量的液態(tài)化合物XY₂，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的一定質(zhì)量的O₂中恰好完全燃燒，反應(yīng)方程式為：XY₂（l）+3O₂（g）═XO₂（g）+2YO₂（g），冷卻后，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得生成物的體積是672mL，密度是2.56g?L^-1，則：
（1）反應(yīng)前O₂的體積是

672ml

．   
（2）化合物XY₂的摩爾質(zhì)量是

76g/mol

．
（3）若XY₂分子中X、Y兩元素的質(zhì)量比是3：16，則X、Y兩元素分別為

C

和

S

 （寫元素符號(hào)）．

Answer 1

分析：Ⅰ、（1）依據(jù)氮原子的原子序數(shù)是7，結(jié)合原子結(jié)構(gòu)示意圖分析判斷；
（2）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），依據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)變化分析書寫化學(xué)方程式：
（3）依據(jù)蓋斯定律，結(jié)合題干熱化學(xué)方程式計(jì)算寫出；
（4）原電池反應(yīng)中負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
Ⅱ（1）反應(yīng)前后氣體體積不變，計(jì)算反應(yīng)后的氣體體積即可知道氧氣體積；
（2）依據(jù)根據(jù)M=

m

n

計(jì)算化合物XY₂的摩爾質(zhì)量；
（3）根據(jù)化合物XY₂的摩爾質(zhì)量判斷X、Y的相對(duì)原子質(zhì)量，進(jìn)而推斷元素的種類，結(jié)合計(jì)算出的摩爾質(zhì)量和X、Y兩元素的質(zhì)量比是3：16計(jì)算分析判斷；

解答：解：Ⅰ、（1）氮元素原子的原子序數(shù)為7，原子的L層電子數(shù)為5；故答案為：5；
（2）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），次氯酸鈉做氧化劑，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的電子守恒和原子守恒寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
故答案為：2NH₃+NaClO=N₂H₄+NaCl+H₂O；
（3）①N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ?mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程：②×2-①得到：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9KJ/mol；
故答案為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9KJ/mol；
（4）肼一空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時(shí)，肼失電子被氧化發(fā)生負(fù)極反應(yīng)，依據(jù)反應(yīng)②寫出負(fù)極的反應(yīng)式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑；
Ⅱ、一定質(zhì)量的液態(tài)化合物XY₂，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的一定質(zhì)量的O₂中恰好完全燃燒，反應(yīng)方程式為：XY₂（l）+3O₂（g）═XO₂（g）+2YO₂（g），冷卻后，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得生成物的體積是672mL，密度是2.56g?L^-1，反應(yīng)前后氣體體積不變；
（1）由方程式XY₂+3O₂══XO₂+2YO₂可以看出，V（O₂）=V（XO₂）+V（YO₂）=672ml，即0.672 L，反應(yīng)前氧氣的體積是反應(yīng)后氣體的體積為：672ml；故答案為：672ml；
（2）化合物XY₂的摩爾質(zhì)量計(jì)算，可以依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的密度和氣體體積計(jì)算得到質(zhì)量：混合氣體的質(zhì)量=0.672L×2.56g/L=1.72g；化學(xué)反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律，則m（XY₂）+m（O₂）=m（XO₂）+m（YO₂）=1.72g，
m（XY₂）=1.72g-m（O₂）=1.72g-

0.672L

22.4L/mol

×32g/mol=0.76g，
m（XY₂）=0.76g，n（XY₂）=

1

3

×n（O₂）=

0.672L

22.4L/mol

×

1

3

=0.01mol，
M（XY₂）=

0.76g

0.01mol

=76g/mol，
故答案為：76g/mol；
（3）若XY₂分子中X、Y兩元素的質(zhì)量比為3：16，
則1molXY₂中含有X的質(zhì)量為76g×

3

3+16

=12g，Y的質(zhì)量為76g-12g=64g，
1molXY₂中含有X1mol，Y2mol，
所以X的相對(duì)原子質(zhì)量為12，Y的相對(duì)原子質(zhì)量為32，
X為碳元素，Y為硫元素，
故答案為：C（碳）；S（硫）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原子結(jié)構(gòu)，熱化學(xué)方程式的書寫，蓋斯定律的應(yīng)用，原電池的工作原理應(yīng)用，電極反應(yīng)的書寫方法，物質(zhì)的量的相關(guān)計(jì)算，題目難度不大，注意從質(zhì)量守恒的角度，結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算．