题目内容

A、B、C、D四种短周期元素,A、B、C同周期,A的原子半径是同周期中最大的;B、D同主族.己知D元素的一种单质是日常生活中饮水机常用的消毒剂,C元素的单质可以从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质.
(1)C元素在周期表中的位置
第三周期,第VIIA族
第三周期,第VIIA族

(2)A元素与水反应的离子方程式是
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2

(3)写出C元素的单质从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质的化学方程式
Cl2+Na2S=2NaCl+S↓
Cl2+Na2S=2NaCl+S↓

(4)BD2和C2均具有漂白性,二者的漂白原理
不同
不同
.(填“相同”或“不同”)
(5)B元素的单质在不同的条件下可以与O2发生一系列反应:
B(s)+O2=BO2(g);△H=-296.8kj?mol-1
2BD2(s)+O2(g)2BO3(g);△H=-196.6kJ?mol-1
则1mol BO3(g)若完全分解成B(s),反应过程中的热效应为
△H=+395.1kJ/mol
△H=+395.1kJ/mol

(6)氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景.如图(1)所示,电池中正极的电极反应式为
O2+2H20+4e-=4OH-
O2+2H20+4e-=4OH-

(7)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2(g)2NGH3(g);△H=-92.4kJ/mol

①当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如图(2)所示.图中t1时引起平衡移动的条件可能是
加压
加压
.其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是
t2-t3
t2-t3

②温度为T℃时,将2a molH2和a molN2放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%.则该反应的平衡常数为
4
a2
4
a2
分析:己知D元素的一种单质是日常生活中饮水机常用的消毒剂,则应为O元素,O3是日常生活中饮水机常用的消毒剂,B、D同主族,则B为S元素,A、B、C同周期,A的原子半径是同周期中最大的,应为Na元素,C元素的单质可以从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质,说明C的非金属性比S元素强,则C为Cl元素,则
(1)C为Cl元素,原子序数为17,根据原子核外电子排布判断在周期表中的位置;
(2)A为Na,为活泼金属,与水剧烈反应生成NaOH和氢气;
(3)氯气与硫化钠发生置换反应生成氯化钠和硫;
(4)氯气与水反应生成HClO,HClO具有强氧化性,能漂白有色物质,二氧化硫与有色物质发生化合反应,漂白之后不稳定,加热后能恢复原来的颜色;
(5)利用盖斯定律计算反应热;
(6)氢氧燃料电池正极发生还原反应;
(7)①根据外界条件对化学平衡的影响分析;
②计算出平衡时各物质的浓度,根据平衡常数表达式计算.
解答:解:己知D元素的一种单质是日常生活中饮水机常用的消毒剂,则应为O元素,O3是日常生活中饮水机常用的消毒剂,B、D同主族,则B为S元素,A、B、C同周期,A的原子半径是同周期中最大的,应为Na元素,C元素的单质可以从A、B两元素组成的化合物的水溶液中置换出B元素的单质,说明C的非金属性比S元素强,则C为Cl元素,则
(1)C为Cl元素,原子序数为17,原子核外有3个电子层,最外层电子数为7,则应位于周期表第三周期第VIIA族,
故答案为:第三周期,第VIIA族;
(2)A为Na,为活泼金属,与水剧烈反应生成NaOH和氢气,反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,
故答案为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;
(3)氯气与硫化钠发生置换反应生成氯化钠和硫,反应的化学方程式为Cl2+Na2S=2NaCl+S↓,
故答案为:Cl2+Na2S=2NaCl+S↓;
(4)氯气与水反应生成HClO,HClO具有强氧化性,能漂白有色物质,二氧化硫与有色物质发生化合反应,漂白之后不稳定,加热后能恢复原来的颜色,二者反应原理不同,前者为氧化反应,后者为化合反应,
故答案为:不同;
(5)已知:①S(s)+O2(g)=SO2(g);△H=-296.8kj?mol-1
②2SO2(s)+O2(g)2SO3(g);△H=-196.6kJ?mol-1
则有③SO2(g)=S(s)+O2;△H=+296.8kj?mol-1
④2SO3(g)2SO2(s)+O2(g);△H=+196.6kJ?mol-1
利用盖斯定律将
③+④×2
2
可得:SO3(g)=S(s)+
3
2
O2(g),
△H=+
296.8×2+196.6
2
kJ/mol=395.1kJ/mol,
故答案为:△H=+395.1kJ/mol;
(6)氢氧燃料电池正极上氧气的电子发生还原反应生成OH-,电极反应式为O2+2H20+4e-=4OH-
故答案为:O2+2H20+4e-=4OH-
(7)①t1时,正逆反应速率增大,可能为增大压强或升高温度,升高温度平衡向逆反应方向移动,正反应速率小于逆反应速率,增大压强平衡向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,则t1应为增大压强,t3时逆反应速率大于正反应速率,反应向逆反应方向移动,NH3的含量减小,所以NH3的含量最大的时间段为t2-t3
故答案为:加压;t2-t3
②将2a molH2和a molN2放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%,则
            N2+3H2═2NH3
开始:2amol/L   4amol/L   0
转化:1amol/L   3amol/L   2amol/L
平衡:1amol/L   1amol/L   2amol/L
k=
c2(NH3)
c(N2c3(H2)
=
(2a)2
a3
=
4
a2

故答案为:
4
a2
点评:本题考查较为综合,涉及元素周期表与元素周期律的应用、化学平衡、电化学以及元素化合物知识,题目难度较大,本题易错点为(7).注意外界条件对化学平衡的影响以及化学平衡的计算.
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