Question

18．A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中僅含有一種金屬元素，A和D最外層電子數(shù)相同；B、C和E在周期表中相鄰，且C、E同主族．B、C的最外層電子數(shù)之和等于D的原子核外電子數(shù)，A和C可形成兩種常見的液態(tài)化合物．
請回答下列問題：
（1）C、D、E三種原子對應(yīng)的離子半徑由大到小的順序是S^2-＞O^2-＞Na⁺ （填具體離子符號）；由A、B、C三種元素按4：2：3組成的化合物所含的化學(xué)鍵類型屬于離子鍵、共價鍵．
（2）用某種廢棄的金屬易拉罐與A、C、D組成的化合物溶液反應(yīng)，該反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（3）A、C兩元素的單質(zhì)與熔融K₂CO₃，組成的燃料電池，其負(fù)極反應(yīng)式為H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O，用該電池電解1L1mol/LNaCl溶液，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12LA₂時，NaCl溶液的PH=13 （假設(shè)電解過程中溶液的體積不變）．
（4）可逆反應(yīng)2EC₂（氣）+C₂（氣）?2EC₃（氣）在兩個密閉容器中進(jìn)行，A容器中有一個可上下移動的活塞，B容器可保持恒容（如圖所示），若在A、B 中分別充入1molC₂和2molEC₂，使V（A）=V（B），在相同溫度下反應(yīng)，則：①達(dá)平衡所需時間：t（A）＜t（B）（填＞、＜、二，或：無法確定，下同）．平衡時 EC₂的轉(zhuǎn)化率：a（A ）＞a（B ）．
（5）欲比較C和E兩元素的非金屬性相對強弱，可采取的措施有cd（填“序號”）．
a．比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的沸點
b．比較這兩種元素的單質(zhì)在常溫下的狀態(tài)
c．比較這兩種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性
d．比較這兩種元素的單質(zhì)與氫氣化合的難易．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中僅含有一種金屬元素，A和C可形成兩種常見的液態(tài)化合物，則A為H元素、C為O元素，二者形成的液態(tài)化合物為H₂O、H₂O₂，A和D最外層電子數(shù)相同，二者同主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，D為Na；B、C和E在周期表中相鄰，且C、E同主族，B、C的最外層電子數(shù)之和等于D的原子核外電子數(shù)，則B、C最外層電子數(shù)分別為5、6，可推知B為N元素、C為O元素、E為S元素，據(jù)此解答．

解答 解：A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中僅含有一種金屬元素，A和C可形成兩種常見的液態(tài)化合物，則A為H元素、C為O元素，二者形成的液態(tài)化合物為H₂O、H₂O₂，A和D最外層電子數(shù)相同，二者同主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，D為Na；B、C和E在周期表中相鄰，且C、E同主族，B、C的最外層電子數(shù)之和等于D的原子核外電子數(shù)，則B、C最外層電子數(shù)分別為5、6，可推知B為N元素、C為O元素、E為S元素．
（1）電子層結(jié)構(gòu)相同核電荷數(shù)越大離子半徑越小，最外層電子數(shù)相同電子層越多離子半徑越大，故離子半徑S^2-＞O^2-＞Na⁺；
由H、N、O三種元素按 4：2：3組成的化合物為NH₄NO₃，含有離子鍵、共價鍵，
故答案為：S^2-＞O^2-＞Na⁺；離子鍵、共價鍵；
（2）H、O、Na組成的化合物為NaOH，廢棄的金屬易拉罐含有Al，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應(yīng)離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）氫氣、氧氣與熔融K₂CO₃，組成的燃料電池，氫氣在負(fù)極放電，在熔融碳酸鉀條件下生成二氧化碳與水，電解反應(yīng)式為：H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O；
用該電池電解1L1mol/LNaCl溶液，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12LH₂時，氫氣的物質(zhì)的量=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，生成的NaOH物質(zhì)的量=0.05mol×2=0.1mol，故n（OH^-）=0.1mol/L，則c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$mol/L=10^-13mol/L，故l溶液的pH=-lg10^-13=13，
故答案為：H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O；13；
（4）可逆反應(yīng)2EC₂（氣）+C₂（氣）?2EC₃（氣）在兩個密閉容器中進(jìn)行，A容器中有一個可上下移動的活塞，B 容器可保持恒容 （如圖所示），若在 A、B 中分別充入lmolC₂ 和2molEC₂，使V（A ）=V（ B ），在相同溫度下反應(yīng)，則：A中壓強不變，B中壓強減小，故A反應(yīng)速率更快，達(dá)平衡所需時間更短，故t（A）＜t（B）；A中的壓強更高，增大壓強平衡向正反應(yīng)反應(yīng)移動，平衡時 EC₂ 的轉(zhuǎn)化率更高，故：a（ A ）＞a（ B ），
故答案為：＜；＞；
（5）a．沸點屬于物理性質(zhì)，不能比較元素的非金屬性強弱，故a錯誤；
b．單質(zhì)的狀態(tài)屬于物理性質(zhì)，不能比較元素的非金屬性強弱，故b錯誤；
c．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，元素的非金屬性越強，可以利用氫化物穩(wěn)定性比較，故c正確；
d．元素的單質(zhì)與氫氣化合的越容易，單質(zhì)越活潑，元素的非金屬性越強，故d正確；
故答案為：cd．

點評 本題比較綜合，以元素推斷為載體考查結(jié)構(gòu)與位置關(guān)系、半徑比較、晶體類型與化學(xué)鍵、原電池、化學(xué)計算、化學(xué)平衡移動、非金屬性比較等，推斷元素是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生對知識全面掌握．