Question

10．已知A，B，C，D四種短周期元素的原子序數(shù)依次增大，B的核電荷數(shù)是A、D核電荷數(shù)之和的$\frac{2}{3}$倍，A能分別與B、C、D形成電子總數(shù)相等的分子X(jué)、Y、Z．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）A、C兩元素的名稱分別是：A氫，C氮
（2）B元素在周期表中的位置是第二周期、ⅣA族，D元素原子的結(jié)構(gòu)示意圖為．
（3）化合物BD₂的電子式為，Y的結(jié)構(gòu)式為．
（4）Y與C的最高正價(jià)氧化物的水化物剛好完全反應(yīng)時(shí)，其生成物的化學(xué)式為NH₄NO₃，所含的化學(xué)鍵類型是離子．（填“離子”或“共價(jià)”化合物）
（5）用X、D₂、NaOH溶液和鉑（Pt）電極，可設(shè)計(jì)出一種燃料電池，則該燃料電池負(fù)極反應(yīng)為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，正極反應(yīng)為O₂+H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 A、B、C、D四種短周期元素的原子序數(shù)依次增大，B的核電荷數(shù)是A、D核電荷數(shù)之和的$\frac{2}{3}$倍，結(jié)合原子序數(shù)可知，B處于第二周期，且處于偶數(shù)族，A能分別與B、C、D形成電子總數(shù)相等的分子X(jué)、Y、Z，考慮為氫化物，X為H元素，可推知B為C元素、C為N元素，D為O元素，X、Y、Z分別為CH₄、NH₃、H₂O，以此解答該題．

解答 解：A、B、C、D四種短周期元素的原子序數(shù)依次增大，B的核電荷數(shù)是A、D核電荷數(shù)之和的$\frac{2}{3}$倍，結(jié)合原子序數(shù)可知，B處于第二周期，且處于偶數(shù)族，A能分別與B、C、D形成電子總數(shù)相等的分子X(jué)、Y、Z，考慮為氫化物，X為H元素，可推知B為C元素、C為N元素，D為O元素，X、Y、Z分別為CH₄、NH₃、H₂O，
（1）由以上分析可知A為氫元素，C為氮元素，故答案為：氫；氮；
（2）B為C元素，位于周期表第二周期、ⅣA族，D為O元素，原子核外有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，
故答案為：第二周期、ⅣA族；；
（3）化合物CO₂的電子式為，Y為NH₃，結(jié)構(gòu)式為，故答案為：；；
（4）Y與C的最高正價(jià)氧化物的水化物分別為NH₃、HNO₃，而剛好完全反應(yīng)時(shí)，其生成物的化學(xué)式為NH₄NO₃，為離子化合物，
故答案為：NH₄NO₃；離子；
（5）甲烷燃料電池中，負(fù)極上投放燃料甲烷的電極是負(fù)極，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，正極反應(yīng)為O₂+H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；O₂+H₂O+4e^-=4OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、原電池等，題目比較綜合，推斷元素是解題關(guān)鍵，本題難點(diǎn)是元素的推斷，需要學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)，難度中等．