Question

A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大，A和E同主族，A元素的原子半径最小，B元素形成的化合物目前在所有元素中种类最多，D元素原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，A元素和F元素可形成共价化合物AF，其水溶液呈酸性．
请回答下列问题：
（1）写出下列元素的名称：C

 

；F

 

．
（2）上述六种元素中，第一电离能量小的元素是

 

（元素符号），基态原子s轨道上所有电子数和p轨道上电子数相等的原子核外电子排布式为

 

．
（3）A单质和D单质可形成燃料电池提供电能，请写出碱性条件下的正极电极反应式：

 

．
（4）A元素和B元素可形成自然界最简单的有机物，常温常压下，4g该有机物完全燃烧可放出222.4kJ的热量，请写出该有机物燃烧的热化学方程式：

 

．
（5）A、C、F可形成离子化合物G，G的水溶液呈弱酸性，请写出G的水溶液中各离子浓度由大到小的顺序：

 

．
（6）如图所示，三个容积相同的容器①②③，若起始温度相同，分别向三个容器中充入3molA₂和1molC₂；一定条件下反应，达到平衡时各容器中CA₃的百分含量由大到小的顺序为

 

．（已知该反应△H＜0）

Answer 1

分析：A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大，B元素形成的化合物目前在所有元素中种类最多，则B为C元素；D元素原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，D原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则D为O元素；C原子序数介于碳与氧元素之间，则C为N元素；A和E同主族，A元素的原子半径最小，则A为H元素，E的原子序数等于O，则E为Na；A元素和F元素可形成共价化合物AF，其水溶液呈酸性，F为-1价，处于ⅦA族，原子序数最大，则F为Cl，据此解答．

解答：解：A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大，B元素形成的化合物目前在所有元素中种类最多，则B为C元素；D元素原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，D原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则D为O元素；C原子序数介于碳与氧元素之间，则C为N元素；A和E同主族，A元素的原子半径最小，则A为H元素，E的原子序数等于O，则E为Na；A元素和F元素可形成共价化合物AF，其水溶液呈酸性，F为-1价，处于ⅦA族，原子序数最大，则F为Cl，
（1）由上述分析可知：C为氮、F为氯，故答案为：氮；氯；
（2）上述六种元素中，只有Na为金属，其第一电离能量小，基态原子s轨道上所有电子数和p轨道上电子数相等的是碳元素，其原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，
故答案为：Na；1s²2s²2p⁴；
（3）氢气和氧气可形成燃料电池提供电能，正极发生还原反应，氧气正极获得电子，碱性条件下生成氢氧根离子，正极电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（4）H元素和C元素可形成自然界最简单的有机物为CH₄，常温常压下，4g该有机物完全燃烧可放出222.4kJ的热量，则1mol甲烷燃烧放出的热量为222.4kJ×

1mol×16g/mol

4g

=889.6kJ，甲烷燃烧的热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（1）H=-889.6kJ/mol，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（1）H=-889.6kJ/mol；
（5）H、N、Cl可形成离子化合物G为NH₄Cl，NH₄Cl的水溶液中NH₄⁺水解NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，溶液呈弱酸性，水解沉淀不大铵根离子浓度远大于氢离子浓度，故水溶液中各离子浓度由大到小的顺序：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（6）氢气与氮气合成氨气为气体体积减小的放热反应，如图所示，三个容积相同的容器①②③，①为恒容且温度升高，②为恒温恒容，③为恒温恒压，①的平衡可以等效为在②的平衡基础上升高温度，平衡向逆反应方向移动，则NH₃的百分含量②＞①，②的平衡可以等效为在③的平衡基础上增大压强，平衡向逆反应方向移动，则NH₃的百分含量③＞②，故NH₃的百分含量③＞②＞①，
故答案为：③＞②＞①．

点评：本题较综合，涉及结构性质位置关系应用、核外电子排布、原电池、热化学方程式、盐类水解、化学平衡影响因素等，难度中等，（6）中关键是利用等效思想构造平衡建立的途径便于比较．