Question

（2012?長(zhǎng)寧區(qū)一模）短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如圖所示，其中T所處的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）T的離子結(jié)構(gòu)示意圖為

．
（2）元素的非金屬性為（原子的得電子能力）：Q

弱于

W（填“強(qiáng)于”或“弱于”）．
（3）W的單質(zhì)與其最高價(jià)氧化物的水化物濃溶液共熱能發(fā)生反應(yīng)，生成兩種物質(zhì)，其中一種是氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

S+2H₂SO₄（濃）

△  .

3SO₂+2H₂O

．
（4）原子序數(shù)比R多1的元素的一種氫化物能分解為它的另一種氫化物，此分解反應(yīng)的化學(xué)方程式是

2H₂O₂

MnO2  .

O₂↑+2H₂O

．
（5）R有多種氧化物，其中甲的相對(duì)分子質(zhì)量最�。�在一定條件下，2L的甲氣體與0.5L的氧氣相混合，若該混合氣體被足量的NaOH溶液完全吸收后沒(méi)有氣體殘留，所生成的R的含氧酸鹽的化學(xué)式是

NaNO₂

I、磷、硫元素的單質(zhì)和化合物應(yīng)用廣泛．
（1）磷元素的原子核外電子排布式是

1s²2s²2p⁶3s²3p³

．
（2）磷酸鈣與焦炭、石英砂混合，在電爐中加熱到1500℃生成白磷，反應(yīng)為：
2Ca₃（PO₄）₂+6SiO₂→6CaSiO₃+P₄O₁₀     10C+P₄O₁₀→P₄+10CO
每生成1mol P₄時(shí)，就有

20

mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
II、稀土元素是寶貴的戰(zhàn)略資源，我國(guó)的蘊(yùn)藏量居世界首位．
（1）鈰（Ce）是地殼中含量最高的稀土元素．在加熱條件下CeCl₃易發(fā)生水解，無(wú)水CeCl₃可用加熱CeCl₃?6H₂O和NH₄Cl固體混合物的方法來(lái)制備．其中NH₄Cl的作用是

分解出HCl氣體，抑制CeCl₃的水解

．
（2）在某強(qiáng)酸性混合稀土溶液中加入H₂O₂，調(diào)節(jié)pH≈3，Ce³⁺通過(guò)下列反應(yīng)形成Ce（OH）₄沉淀得以分離．完成反應(yīng)的離子方程式：

2

Ce³⁺+

1

H₂O₂+

6

H₂O→

2

Ce（OH）₄↓+

6H⁺

在溶液中，反應(yīng)A+2B?C分別在三種不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行，它們的起始濃度均為c（A）=0.100mol/L、c（B）=0.200mol/L及c（C）=0mol/L．
反應(yīng)物A的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（3）與①比較，②和③分別僅改變一種反應(yīng)條件．所改變的條件和判斷的理由是：②

加催化劑

；

達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，平衡時(shí)A的濃度未變

．
③

溫度升高

；

達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，平衡時(shí)A的濃度減小

．
（4）實(shí)驗(yàn)②平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為

40%

；實(shí)驗(yàn)③平衡時(shí)C的濃度為

0.06mol/L

；
（5）該反應(yīng)是

吸熱

熱反應(yīng)，判斷其理由是

溫度升高，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

；
（6）該反應(yīng)進(jìn)行到4.0min時(shí)的平均反應(yīng)速度率：
實(shí)驗(yàn)②：V_B=

0.014mol（L?min）^-1

．

Answer 1

分析：短周期元素Q、R、T、W，根據(jù)元素所處的位置，可確定T、W為第三周期的元素，Q、R為第二周期元素，T所處的周期序數(shù)與族序數(shù)相等，則T為Al元素，故Q為C元素，R為N元素，W為S元素，據(jù)此結(jié)合選項(xiàng)解答；
（1）鋁離子核外電子數(shù)為10，有2個(gè)電子層，最外層電子為8；
（2）根據(jù)硫酸的酸性大于碳酸的酸性判斷；
（3）S和濃硫酸共熱發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化硫和水；
（4）原子序數(shù)比N多1的元素為O，雙氧水分解生成水和氧氣；
（5）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算N元素在含氧酸鹽中飛化合價(jià)，據(jù)此書(shū)寫；
Ⅰ（1）．磷原子核外電子數(shù)為15，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書(shū)寫；
（2）．反應(yīng)中P元素由+5價(jià)降低為0價(jià)，據(jù)此計(jì)算生成1mol P₄時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)；
Ⅱ．（1）在加熱條件下CeCl₃易發(fā)生水解，NH₄Cl的作用是抑制CeCl₃水解；
（2））根據(jù)電荷守恒可知缺項(xiàng)是H⁺，再利用電子得失守恒、元素守恒法配平方程式；
（3）在溶液中，壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響，且起始濃度不變，應(yīng)為催化劑與溫度對(duì)反應(yīng)的影響，根據(jù)催化劑、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度率和化學(xué)平衡的影響；
（4）由圖可知，實(shí)驗(yàn)②平衡時(shí)A的濃度為0.06mol/L，計(jì)算A的濃度變化量，再利用方程式計(jì)算B的濃度變化量，進(jìn)而計(jì)算平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率；
實(shí)驗(yàn)③平衡時(shí)A的濃度為0.04mol/L，計(jì)算A的濃度變化量，再利用方程式計(jì)算C的濃度變化量，進(jìn)而計(jì)算平衡時(shí)C的濃度；
（5）溫度升高，A的濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此判斷；
（4）根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算v_A，利用速率之比等于速率之比實(shí)驗(yàn)②中v_B．

解答：解：短周期元素Q、R、T、W，由圖可知，Q、R在第二周期，T、W在第三周期，T所處的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等，則T在第三周期第ⅢA族，即T為Al，則Q為C，R為N，W為S，
（1）鋁離子核外電子數(shù)為10，有2個(gè)電子層，最外層電子為8，則鋁離子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
（2）Q為C，W為S，硫酸的酸性大于碳酸的酸性，則非金屬性S大于C，故答案為：弱于；
（3）S和濃硫酸共熱發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化硫和水，反應(yīng)為S+2H₂SO₄（濃）

△  .

3SO₂+2H₂O，
故答案為：S+2H₂SO₄（濃）

△  .

3SO₂+2H₂O；
（4）原子序數(shù)比N多1的元素為O，雙氧水分解生成水和氧氣，反應(yīng)為2H₂O₂

MnO2  .

O₂↑+2H₂O，
故答案為：2H₂O₂

MnO2  .

O₂↑+2H₂O；
（5）N元素的多種氧化物，其中甲的相對(duì)分子質(zhì)量最小，故甲為NO，在一定條件下，2L的NO氣體與0.5L的氧氣相混合，若該混合氣體被足量的NaOH溶液完全吸收后沒(méi)有氣體殘留，令生成的N元素的含氧酸鹽中N元素化合價(jià)為x，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，2×（x-2）=0.5×2×2，解得x=3，故氧酸鹽的化學(xué)式是NaNO₂，
故答案為：NaNO₂；
Ⅰ（1）．磷原子核外電子數(shù)為15，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p³，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p³；
（2）．反應(yīng)中P元素由+5價(jià)降低為0價(jià)，每生成1 mol P₄時(shí)，電子轉(zhuǎn)移為5×4 mol=20 mol，故答案為：20；
Ⅱ（1）加熱條件下CeCl₃易發(fā)生水解，CeCl₃水解會(huì)生成HCl，故NH₄Cl的作用是分解出HCl氣體，抑制CeCl₃水解，
故答案為：分解出HCl氣體，抑制CeCl₃的水解；
（2）根據(jù)電荷守恒可知缺項(xiàng)是H⁺，利用電子得失守恒、原子守恒配平方程式為2Ce³⁺+H₂O₂+6H₂O═2Ce（OH）₄↓+6H⁺，
故答案為：2；1；6；2；6H⁺；
（3）與①比較，②縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，平衡不移動(dòng)，因催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速度率，化學(xué)平衡不移動(dòng)，所以②為使用催化劑；
與①比較，③縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，平衡時(shí)A的濃度減小，因升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速度率加快，化學(xué)平衡移動(dòng)，平衡時(shí)A的濃度減小，
故答案為：②加催化劑；達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，平衡時(shí)A的濃度未變；③溫度升高；達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，平衡時(shí)A的濃度減��；
（4）由圖可知，實(shí)驗(yàn)②平衡時(shí)A的濃度為0.06mol/L，故A的濃度變化量0.1mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L，由方程式可知B的濃度變化量為0.04mol/L×2=0.08mol/L，故平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為

0.4mol/L

1mol/L

×100%=40%；
實(shí)驗(yàn)③平衡時(shí)A的濃度為0.04mol/L，故A的濃度變化量0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L，由方程式可知C的濃度變化量為0.06mol/L，故平衡時(shí)C的濃度為0.06mol/L，
故答案為：40%；0.06mol/L；
（5）因③溫度升高，平衡時(shí)A的濃度減小，化學(xué)平衡向吸熱的方向移動(dòng)，說(shuō)明正反應(yīng)方向吸熱，
故答案為：吸熱；溫度升高，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（6）實(shí)驗(yàn)②中，v_A=

0.1mol/L-0.072mol/L

4min

=0.007mol（L?min）^-1，所以v_B=2v_A=0.014mol（L?min）^-1；
故答案為：0.014mol（L?min）^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題為拼合型題目，題量較大，綜合性較大，涉及元素周期表、處于化學(xué)用語(yǔ)、核外電子排布規(guī)律、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡濃度-時(shí)間圖象、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡影響因素等，注意細(xì)心讀取圖象中物質(zhì)的濃度，需要學(xué)生具有較好的心理素質(zhì)，難度中等．