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______该反应的氧化剂是______．
（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______．
（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______．
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______．
（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______．

Answer

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，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=10-9mol/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．
①t～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t～t1．
故答案为：t～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==（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；