Question

（1）有A、B、C、D、E五種短周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．已知：A和C、B和D分別位于同主族，且B、D質(zhì)子數(shù)之和是A、C質(zhì)子數(shù)之和的2倍；E在同周期元素中原子半徑最小．請回答：
①A₂B和A₂D的沸點較高者是

 

（填化學(xué)式），其原因是

 

；
②C在元素周期表的位置是

 

，C的第一電離能比D的

 

（填“大”或“小”）；
③E的基態(tài)原子核外電子排布式為：

 

，E的電負(fù)性比D的

 

（填“大”或“小”）；
（2）某研究性學(xué)習(xí)小組在探究SO₂的性質(zhì)時設(shè)計了如圖裝置進(jìn)行實驗．
①將注射器中2mL品紅溶液注入集滿SO₂氣體的瓶中，進(jìn)入瓶中的品紅溶液褪為無色，則證明SO₂具有

 

性；
②將注射器中2mL

 

（填名稱）溶液注入集滿SO₂的玻璃瓶中，看到

 

現(xiàn)象，可證明SO₂是酸性氧化物；
③將注射器中2mL橙紅色溴水注入集滿SO₂的玻璃中，溴水褪色，可證明SO₂具有還原性．此反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）肼（N₂H₄）又稱聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料．N₂H₄在氧氣中完全燃燒生成氮氣．肼-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液．肼-空氣燃料電池放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式是：

 

；又知1克液態(tài)N₂H₄和足量液態(tài)H₂O₂反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣時放出20.05kJ的熱量，請寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）A、B、C、D、E五種短周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大，A和C、B和D分別位于同主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，B一定處于第二周期、D處于第三周期，而C的原子序數(shù)大于B，則B、C一定不能處于同周期，故C處于第三周期，E原子序數(shù)大于D，E在同周期元素中原子半徑最小，所以E是Cl元素；故B、D的質(zhì)子數(shù)之和最大為8+16=24，則A、C的質(zhì)子數(shù)之和最大為12，由于C處于第三周期，故A為H、C為Na、B為O、D為S；
（2）①二氧化硫具有漂白性，可以使品紅溶液褪色；
②二氧化硫與堿反應(yīng)生成鹽與水，說明其為酸性氧化物，故可以用滴加酚酞的氫氧化鈉溶液驗證；
③溴與二氧化硫在水中反應(yīng)生成硫酸與HBr；
（3）燃料電池中，負(fù)極上投放的是燃料，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，N₂H₄在堿性環(huán)境下生成氮氣與水；
反應(yīng)方程式為：N₂H₄+2H₂O₂═N₂+4H₂O，根據(jù)1g液態(tài)肼放出的熱量，計算1mol液態(tài)肼放出的熱量，進(jìn)而寫出熱化學(xué)方程式．

解答：解：（1）A、B、C、D、E五種短周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大，A和C、B和D分別位于同主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，B一定處于第二周期、D處于第三周期，而C的原子序數(shù)大于B，則B、C一定不能處于同周期，故C處于第三周期，E原子序數(shù)大于D，E在同周期元素中原子半徑最小，所以E是Cl元素；故B、D的質(zhì)子數(shù)之和最大為8+16=24，則A、C的質(zhì)子數(shù)之和最大為12，由于C處于第三周期，故A為H、C為Na、B為O、D為S，則：
①H₂O和H₂S都是氫化物，其固體都屬于分子晶體，分子晶體中物質(zhì)的沸點與其相對分子質(zhì)量成正比，但水中含有氫鍵，硫化氫中不含氫鍵，所以二者的沸點較高者是H₂O，
故答案為：H₂O；水中含有氫鍵，硫化氫中不含氫鍵；
②C為Na，處于周期表中第三周期第ⅠA族；同周期隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢，故第一電離能Na＜S，
故答案為：第三周期第ⅠA族；小于；
原子個數(shù)相等價電子數(shù)相等的微粒是等電子體，與H₃O⁺互為等電子體的分子為：NH₃，
故答案為：NH₃；
③E是Cl元素，其原子核外有17個電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，Cl原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；同周期隨原子序數(shù)增大，電負(fù)性增大，故電負(fù)性Cl＞D，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ ；大；
（2）二氧化硫具有漂白性，可以使品紅溶液褪色；二氧化硫與堿反應(yīng)生成鹽與水，說明其為酸性氧化物，故可以用滴加酚酞的氫氧化鈉溶液驗證；
①瓶中集滿SO₂氣體，進(jìn)入瓶中的品紅溶液褪為無色，說明二氧化硫具有漂白性，
故答案為：漂白；
②二氧化硫與堿反應(yīng)生成鹽與水，可以用滴加酚酞的氫氧化鈉溶液驗證，溶液紅色褪去或變淺，說明其為酸性氧化物，
故答案為：滴加酚酞的氫氧化鈉溶液；溶液紅色褪去或變淺；
③溴與二氧化硫在水中反應(yīng)生成硫酸與HBr，反應(yīng)方程式為Br₂+SO₂+2H₂O═H₂SO₄+2HBr，
故答案為：Br₂+SO₂+2H₂O═H₂SO₄+2HBr；
（3）燃料電池中，負(fù)極上投放的是燃料，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，N₂H₄在堿性環(huán)境下生成氮氣與水，負(fù)極的反應(yīng)式為：N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑，
反應(yīng)方程式為：N₂H₄+2H₂O₂═N₂+4H₂O，1g液態(tài)肼放出20.05kJ的熱量，則1mol液態(tài)肼放出的熱量為20.05kJ×

1mol×32g/mol

1g

=641.6kJ，所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g），△H=-641.6kJ/mol，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑；N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g），△H=-641.6kJ/mol．

點評：本題考查元素推斷、電離能、電負(fù)性、核外電子排布、二氧化硫的性質(zhì)、原電池、熱化學(xué)方程式書寫等，題目比較綜合，需要學(xué)生全面掌握基礎(chǔ)知識，難度中等．