Question

4．A、B、C、D、E、F、G、H八種元素分布在三個不同的短周期，它們的原子序數(shù)依次增大，其中B、C、D為同一周期，A與E，B與G，D與H分別為同一主族，C、D、F三種元素的原子序數(shù)之和為28，F(xiàn)的質子數(shù)比D多5個，D的最外層電子數(shù)是F的2倍，C和D的最外層電子數(shù)之和為11．請回答下列問題：
（1）以上八種元素中非金屬所形成的最簡單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性最弱的是（填化學式）SiH₄，E、F、H所形成的簡單離子的半徑由大到小的順序為（用離子符號表示）S^2-＞Na⁺＞Al³⁺．
（2）一定條件下，A的單質氣體與C的單質氣體充分反應生成 W氣體，W的結構式
由A、D兩元素可以組成X、Y兩種化合物，X在一定條件下可以分解成Y，X的電子式為，化合物E₂ D₂與化合物E₂H的水溶液按物質的量比1：1反應生成單質H的離子方程式為Na₂O₂+2H₂O+S^2-=S+4Na⁺+4OH^-
（3）G是非金屬元素，其單質在電子工業(yè)中有重要應用，請寫出G的最高價氧化物與B單質在高溫下發(fā)生置換反應的化學反應方程式SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO↑+Si．
（4）A的單質與D的單質在KOH的濃溶液中可以形成原電池，如果以鉑為電極，則負極的電極反應式為H₂-2e^-+2 OH^-=2 H₂O．
（5）在10L的密閉容器中，通入2mol的HO₂氣體和3mol D的氣體單質，一定條件下反應后生成HD₃氣體，當反應達到平衡時，單質D的濃度為0.21mol/L，則平衡時HD₂的轉化率為90%，此時該反應的平衡常數(shù)為$\frac{0.1{8}^{2}}{0.0{2}^{2}×0.21}$（用數(shù)據(jù)列關系式不必化簡）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G、H八種元素分布在三個不同的短周期，它們的原子序數(shù)依次增大，則A為氫元素；A與E同一主族，E原子序數(shù)比A至少大4，可推知E為Na；B、C、D為同一周期，應處于第二周期，E、F、G、H都處于第三周期，令F的最外層電子數(shù)為x，其質子數(shù)為10+x，則D原子最外層電子數(shù)為2x，質子數(shù)為2+2x，由于F的質子數(shù)比D多5，則有：10+x-（2-2x）=5，解得x=3，故F為Al、D為O，C、D、F三種元素的原子序數(shù)之和為28，則C的原子序數(shù)=28-8-13=7，故C為N；D與H分別為同主族，則H為S；B與G同主族，結合原子序數(shù)可知，處于ⅣA族，故B為C、G為Si，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G、H八種元素分布在三個不同的短周期，它們的原子序數(shù)依次增大，則A為氫元素；A與E同一主族，E原子序數(shù)比A至少大4，可推知E為Na；B、C、D為同一周期，應處于第二周期，E、F、G、H都處于第三周期，令F的最外層電子數(shù)為x，其質子數(shù)為10+x，則D原子最外層電子數(shù)為2x，質子數(shù)為2+2x，由于F的質子數(shù)比D多5，則有：10+x-（2-2x）=5，解得x=3，故F為Al、D為O，C、D、F三種元素的原子序數(shù)之和為28，則C的原子序數(shù)=28-8-13=7，故C為N；D與H分別為同主族，則H為S；B與G同主族，結合原子序數(shù)可知，處于ⅣA族，故B為C、G為Si，
（1）以上八種元素中的非金屬中Si的非金屬性最弱，其形成的最簡單氣態(tài)氫化物SiH₄穩(wěn)定性最弱，
電子層結構相同核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大，故離子半徑S^2-＞Na⁺＞Al³⁺，
故答案為：SiH₄；S^2-；Na⁺；Al³⁺；
（2）一定條件下，氫氣與氮氣充分反應可生成氣體W為NH₃，其結構式為；
由H、O兩元素可以組成X、Y兩種化合物，X在一定條件下可以分解生成Y，則X為H₂O₂、Y為H₂O，H₂O₂分子中O原子之間形成1對共用電子對，H原子與O原子之間形成1對共用電子對，其電子式：，
固體化合物Na₂O₂與化合物Na₂S的水溶液按物質的量之比1：1反應生成單質S，同時生成NaOH，該反應的離子方程式為Na₂O₂+2H₂O+S^2-=S+4Na⁺+4OH^-，
故答案為：；；Na₂O₂+2H₂O+S^2-=S+4Na⁺+4OH^-；
（3）二氧化硅與碳在高溫下反應生成CO與Si，化學反應方程式為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO↑+Si，
故答案為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO↑+Si；
（4）氫氣、氧氣、NaOH構成原電池，負極發(fā)生氧化反應，氫氣在負極失去電子，堿性條件下生成水，負極電極反應式為：H₂-2e^-+2 OH^-=2 H₂O，
故答案為：H₂-2e^-+2 OH^-=2 H₂O；
（5）在10L的密閉容器中，通入2mol SO₂氣體和3 mol O₂氣體，一定溫度下反應后生成SO₃氣體，當反應達到平衡時，O₂的濃度為0.21mol•L^-1，則：
                     2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
開始（mol/L）：0.2          0.3             0
變化（mol/L）：0.18        0.09         0.18
平衡（mol/L）：0.02        0.21        0.18
故平衡時SO₂的轉化率為$\frac{0.18mol/L}{0.2mol/L}$×100%=90%，
此時該反應的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（S{O}_{3}）}{{c}^{2}（S{O}_{2}）×c（{O}_{2}）}$=$\frac{0.1{8}^{2}}{0.0{2}^{2}×0.21}$，
故答案為：90%；$\frac{0.1{8}^{2}}{0.0{2}^{2}×0.21}$．

點評 本題考查結構性質位置關系綜合應用，題目涉及元素周期律、離子半徑、電子式與結構式、原電池、化學平衡及平衡常數(shù)有關計算等，難度中等，推斷元素是解題的關鍵，掌握化學平衡計算中三段式解題法應用．