Question

13．已知三角錐形分子E和直線形分子G反應(yīng)，生成兩種直線形分子L和M（組成E、G、L、M分子的元素原子序數(shù)均小于10）如圖

回答下列問題：
（1）M的電子式．
（2）E是由極性鍵構(gòu)成的極性分子（填“極性”或“非極性”）．
（3）組成G的元素在周期表中的位置第二周期第ⅦA族．
（4）上述反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：2．
（5）根據(jù)H₂O在化學(xué)反應(yīng)中的作用，按要求完成下列氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式：
①H₂O只作氧化劑：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
②H₂O只作還原劑：2F₂+2H₂O=4HF+O₂
③H₂O既作氧化劑，又作還原劑：2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
④H₂O既不作氧化劑，又不作還原劑：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．

Answer 1

分析 由題意知，E是三角錐形分子，M是雙原子分子且原子間形成三對(duì)共用電子，E和M必定是NH₃和N₂，G和L都是雙原子分子且G是單質(zhì)，則G是F₂，也可能為Cl₂（不可能是O₂，因?yàn)镹H₃與O₂反應(yīng)生成NO和H₂O，不符合上述生成物的結(jié)構(gòu)要求），組成E、G、L、M分子的元素原子序數(shù)均小于10，所以L是HF．圖示反應(yīng)為：2NH₃+3F₂=6HF+N₂．
（1）M是N₂，氮?dú)夥肿又袃蓚�(gè)氮原子共用3對(duì)電子；
（2）由不同種元素的原子形成共價(jià)鍵為極性鍵，空間結(jié)構(gòu)不對(duì)稱為極性分子；
（3）G是F₂，根據(jù)氟元素原子結(jié)構(gòu)判斷其在周期表中的位置；
（4）2NH₃+3F₂=6HF+N₂，反應(yīng)中NH₃是還原劑、F₂是氧化劑，根據(jù)得失電子守恒計(jì)算；
（5）氧化還原反應(yīng)中，所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)物為氧化劑，所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)物為還原劑，水中氫元素為+1價(jià)，降價(jià)時(shí)水表現(xiàn)為氧化性，水中氧元素化合價(jià)為-2價(jià)，升價(jià)時(shí)水表現(xiàn)還原性，據(jù)此分析解答．

解答 解：組成E、G、L、M分子的元素原子序數(shù)均小于10，由反應(yīng)物和生成物的結(jié)構(gòu)式可知，G、M為單質(zhì)，E、L為化合物，M為含有3個(gè)共用電子對(duì)的單質(zhì)，應(yīng)為N₂，則E為NH₃，G可能為F₂，二者都能與NH₃發(fā)生反應(yīng)，有原子半徑的大小可知，G應(yīng)為F₂，則L為HF．
（1）氮?dú)庵行纬?對(duì)共用電子對(duì)，電子式為：，
故答案為：；
（2）由不同種元素的原子形成共價(jià)鍵為極性鍵，E是NH₃，含有N-H鍵，為極性鍵，NH₃中N原子形成3個(gè)δ鍵，有1個(gè)孤電子對(duì)，為sp³雜化，分子構(gòu)型為三角錐形，空間結(jié)構(gòu)不對(duì)稱為極性分子，
故答案為：極性、極性；
（3）主族元素周期數(shù)=電子層數(shù)、主族族序數(shù)=最外層電子數(shù)，G是F₂，氟原子結(jié)構(gòu)示意圖是，故G處于第二周期第ⅦA族，
故答案為：第二周期第ⅦA族；
（4）由反應(yīng)2NH₃+3F₂=6HF+N₂可知，反應(yīng)中N元素化合價(jià)由-3價(jià)變?yōu)?價(jià)，化合價(jià)升高被氧化，F(xiàn)元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?1價(jià)，化合價(jià)降低被還原，所以NH₃是還原劑、F₂是氧化劑，3mol氧化劑氟氣與2mol還原劑氨氣轉(zhuǎn)移電子相等，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3：2，
故答案為：3：2．
（5）①鈉與水反應(yīng)中，水中的氫元素化合價(jià)降低，氧元素化合價(jià)不變，水只作氧化劑，方程式：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑；
故答案為；2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑；
②水與氟氣反應(yīng)中，水中氫元素化合價(jià)不變，氧元素化合價(jià)升高，水只作還原劑，方程式：2F₂+2H₂O=4HF+O₂；
故答案為：2F₂+2H₂O=4HF+O₂；
③電解水生成氫氣和氧氣，反應(yīng)中水中的氫元素化合價(jià)降低，氧元素化合價(jià)升高，水既做氧化劑又做還原劑，方程式：2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；
故答案為：2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；
④過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，反應(yīng)中水中的氫元素、氧元素化合價(jià)都不變，水既不是氧化劑又不是還原劑，方程式：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
故答案為；2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無機(jī)物的推斷、氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式的書寫，題目難度中等，明確氧化還原反應(yīng)中氧化劑、還原劑概念、根據(jù)分子的結(jié)構(gòu)示意圖判斷物質(zhì)的種類為解答該題的關(guān)鍵．