Question

有A、B、C、D、E、F、G七種短周期元素，他們的原子序數(shù)依次增大，B與A能以原子個(gè)數(shù)1：1、1：2、1：3或1：4等比值組成多種常見(jiàn)化合物；C、D兩元素組成的化合物是形成大氣中光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì)；E與A位于同一主族；F元素的單質(zhì)在室溫下，冷的濃硫酸或空氣中表面都能生成致密的氧化膜；G是同周期主族元素中半徑最小的．請(qǐng)根據(jù)題意填寫(xiě)下列空白：
（1）E、F、G三種原子中，離子半徑最小的元素在周期表中的位置

 

．
（2）A與B以原子個(gè)數(shù)1：1形成的一種最簡(jiǎn)單的分子甲，甲可以作為燃料．已知：
①甲的燃燒熱為1300kJ?mol^-1；②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ?mol^-1則甲不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水時(shí)的熱化學(xué)方程式為

 

．
（3）在容積不變的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：3A₂（g）+C₂（g）?2CA₃（g） 達(dá)到平衡狀態(tài)；改變條件，達(dá)到新平衡狀態(tài)時(shí)，體系中各物質(zhì)的濃度都增加到原來(lái)的2倍，則下列敘述正確的是

 

（填序號(hào)）．
A．平衡不發(fā)生移動(dòng)              
B．平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
C．NH₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加          
D．正反應(yīng)速率增大、逆反應(yīng)速率減小
（4）乙、丙是上述某兩種元素的最高價(jià)氧化物的水化物，且乙+丙→丁+H₂O．若丁的水溶液呈堿性，則丁的化學(xué)式是

 

．
（5）質(zhì)子（H⁺）交換膜燃料電池（PEMFC）是一種新型燃料電池，請(qǐng)寫(xiě)出BA₃DA作為燃料時(shí)正極的電極反應(yīng)式

 

．
（6）航天飛機(jī)曾用E的粉末和高氯酸銨（NH₄ClO₄）的混合物作為固體燃料．加熱E粉末使其氧化并放出大量熱量，促使高氯酸銨分解而產(chǎn)生巨大的推動(dòng)力．已知a mol高氯酸銨分解時(shí)除產(chǎn)生2a mol水蒸氣和a mol氧氣外，其他組成元素均以單質(zhì)形式放出．請(qǐng)寫(xiě)出高氯酸銨分解的化學(xué)方程式：

 

，每生成1mol氧氣，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：A、B、C、D、E、F、G七種短周期元素，他們的原子序數(shù)依次增大，B與A能以原子個(gè)數(shù)1：1、1：2、1：3或1：4等比值組成多種常見(jiàn)化合物，則A為H元素、B為碳元素；C、D兩元素組成的化合物是形成大氣中光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì)，則C為N元素、D為O元素；E與A位于同一主族，E原子序數(shù)大于氧元素，故E為Na；F元素的單質(zhì)在室溫下，冷的濃硫酸或空氣中表面都能生成致密的氧化膜，則F為Al；G是同周期主族元素中半徑最小的，則G為Cl．
（1）Na、Al、Cl三種原子中，離子半徑最小的元素為Al；
（2）A與B以原個(gè)數(shù)1：1形成的一種最簡(jiǎn)單的分子甲為C₂H₂，書(shū)寫(xiě)乙炔燃燒的化學(xué)方程式，再根據(jù)蓋斯定律書(shū)寫(xiě)目標(biāo)熱化學(xué)方程式；
（3）在容積不變的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：3H₂（g）+N₂（g）?2NH₃（g） 達(dá)到平衡狀態(tài)，改變條件，達(dá)到新平衡狀態(tài)時(shí)，體系中各物質(zhì)的濃度都增加到原來(lái)的2倍，平衡常數(shù)減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)混合物中各組分的物質(zhì)的量比例不變，故氨氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，由于到達(dá)平衡狀態(tài)，正、逆反應(yīng)速率相等；
（4）乙、丙是上述某兩種元素的最高價(jià)氧化物的水化物，且乙+丙→丁+H₂O．若丁的水溶液呈堿性，則乙為氫氧化鋁、丙為氫氧化鈉，丁是NaAlO₂；
（5）質(zhì)子（H⁺）交換膜燃料電池（PEMFC）是一種新型燃料電池，CH₃OH作為燃料時(shí)，正極為氧氣獲得電子酸性條件下生成水；
（6）a mol高氯酸銨分解時(shí)除產(chǎn)生2a mol水蒸氣和a mol氧氣外，其他組成元素均以單質(zhì)形式放出，則生成氯氣、氮?dú)猓�配平�?shū)寫(xiě)高氯酸銨分解的化學(xué)方程式，反應(yīng)中只有Cl元素化合價(jià)降低，由+7價(jià)降低為0價(jià)，計(jì)算生成氯氣的物質(zhì)的量，根據(jù)Cl元素化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)目．

解答： 解：A、B、C、D、E、F、G七種短周期元素，他們的原子序數(shù)依次增大，B與A能以原子個(gè)數(shù)1：1、1：2、1：3或1：4等比值組成多種常見(jiàn)化合物，則A為H元素、B為碳元素；C、D兩元素組成的化合物是形成大氣中光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì)，則C為N元素、D為O元素；E與A位于同一主族，E原子序數(shù)大于氧元素，故E為Na；F元素的單質(zhì)在室溫下，冷的濃硫酸或空氣中表面都能生成致密的氧化膜，則F為Al；G是同周期主族元素中半徑最小的，則G為Cl．
（1）Na、Al、Cl三種原子中，離子半徑最小的元素為Al，在周期表中的位置是：第三周期ⅢA族，
故答案為：第三周期ⅢA族；
（2）A與B以原個(gè)數(shù)1：1形成的一種最簡(jiǎn)單的分子甲為C₂H₂，
①甲的燃燒熱為1300kJ?mol^-1，則：C₂H₂（g）+

5

2

O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O（l）△H=-1300kJ?mol^-1，
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ?mol^-1
①-②得：C₂H₂（g）+

3

2

O₂（g）=2CO（g）+H₂O（l）△H=-734 kJ?mol^-1，
故答案為：C₂H₂（g）+

3

2

O₂（g）=2CO（g）+H₂O（l）△H=-734 kJ?mol^-1；
（3）在容積不變的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：3H₂（g）+N₂（g）?2NH₃（g） 達(dá)到平衡狀態(tài)，改變條件，達(dá)到新平衡狀態(tài)時(shí)，體系中各物質(zhì)的濃度都增加到原來(lái)的2倍，平衡常數(shù)減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)混合物中各組分的物質(zhì)的量比例不變，故氨氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，由于到達(dá)平衡狀態(tài)，正、逆反應(yīng)速率相等，
故選：B．
（4）乙、丙是上述某兩種元素的最高價(jià)氧化物的水化物，且乙+丙→丁+H₂O．若丁的水溶液呈堿性，則乙為氫氧化鋁、丙為氫氧化鈉，丁是NaAlO₂，
故答案為：NaAlO₂；
（5）質(zhì)子（H⁺）交換膜燃料電池（PEMFC）是一種新型燃料電池，CH₃OH作為燃料時(shí)，正極為氧氣獲得電子酸性條件下生成水，正極的電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，
故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
（6）a mol高氯酸銨分解時(shí)除產(chǎn)生2a mol水蒸氣和a mol氧氣外，其他組成元素均以單質(zhì)形式放出，則生成氯氣、氮?dú)�，高氯酸銨分解的化學(xué)方程式為：2NH₄ClO₄

△   .

N₂↑+4H₂O+Cl₂↑+2O₂↑，反應(yīng)中只有Cl元素化合價(jià)降低，由+7價(jià)降低為0價(jià)，每生成1mol氧氣，則生成0.5mol氯氣，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目是0.5mol×2×7×6.02×10²³mol^-1=4.214×10²⁴，
故答案為：2NH₄ClO₄

△   .

N₂↑+4H₂O+Cl₂↑+2O₂↑；4.214×10²⁴．

點(diǎn)評(píng)：本題比較綜合，涉及元素化合物推斷、熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、電極反應(yīng)式、氧化還原反應(yīng)等，難度中等，推斷元素是解題關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，側(cè)重學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)遷移運(yùn)用能力考查．