Question

2．如表是元素周期表的短周期部分，表中字母分别表示一种元素．

a
			d	f	g
b		c	e			h

请回答下列问题：
（1）g与b可形成离子化合物b₂g，试写出它的电子式．
（2）e、f、g 三种元素气态氢化物的稳定性由弱到强的顺序为（用化学式表示）SiH₄＜NH₃＜H₂O．
（3）在1L的密闭容器中，通入1mol f₂气体和3mol a₂气体，一定温度下反应生成fa₃气体，2min时，测得f₂的浓度为0.75mol•L^-1，则2min时fa₃的物质的量为0.5mol，a₂的化学反应速率v（a₂）=0.375 mol•（L•min）^-1．
（4）a、d两种元素可形成多种化合物，其中化合物X是最简单的有机物，已知常温下4g X在O₂中完全燃烧放出222.4KJ的热量，试写出化合物X完全燃烧的热化学方程式：CH₄（g）+2O₂（g）→CO₂（g）+2H₂O（1）H=-889.6kJ/mol．
（5）航天技术中常使用a和g单质组成的碱性燃料电池，该电池具有高能、轻便和不污染环境等优点．该电池正极电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 由短周期元素在周期表中的位置可知，a为H、b为Na、c为Al、d为C、e为Si、f为N、g为O、h为Cl，
（1）g与b可形成离子化合物b₂g为Na₂O，属于离子化合物，由钠离子与氧离子构成；
（2）同周期自左而右非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，非金属性越强，氢化物越稳定；
（3）计算氮气的浓度变化量，再计算氨气的浓度变化量，根据n=cV计算生成氨气；计算氢气的浓度变化量，根据速率公式计算v（氢气）；
（4）a为H、d为C，X是最简单的有机物，则X为甲烷，甲烷和氧气反应生成水，反应热与化学计量数成正比；
（5）a为H、g为O，氢气、氧气构成的燃料电池，本质是氢气燃烧生成水，在反应中H₂被氧化，O₂被还原．H₂应该在负极上反应，O₂应该在正极上反应，又因为是碱性溶液，不可能有H⁺参加或生成．

解答 解：由短周期元素在周期表中的位置可知，a为H、b为Na、c为Al、d为C、e为Si、f为N、g为O、h为Cl，
（1）g与b可形成离子化合物b₂g为Na₂O，属于离子化合物，由钠离子与氧离子构成，电子式为：，
故答案为：；
（2）同周期自左而右非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，故非金属性O＞N＞Si，非金属性越强，氢化物越稳定，故氢化物稳定性SiH₄＜NH₃＜H₂O，
故答案为：SiH₄＜NH₃＜H₂O；
（3）2min时，测得N₂的浓度为0.75mol•L^-1，则△c（N₂）=$\frac{1mol}{1L}$-0.75mol/L=0.25mol/L，故△c（NH₃）=2△c（N₂）=0.5mol/L，则2min时NH₃的物质的量=0.5mol/L×1L=0.5mol，△c（H₂）=3△c（N₂）=0.75mol/L，故v（H₂）=$\frac{0.75mol/L}{2min}$=0.375mol/（L．min），
故答案为：0.5；0.375；
2△c（N₂）=0.5mol/L，则2min时NH₃的物质的量=0.5mol/L×1L=0.5mol，
（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×$\frac{1mol×16g/mol}{4g}$=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）a为H、g为O，氢气、氧气构成的燃料电池，本质是氢气燃烧生成水，电池总反应式为：2H₂+O₂=2H₂O，碱性溶液，不可能有H⁺参加或生成，故负极的电极反应为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，正极的电极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

点评 本题考查元素周期表与元素周期律的综合应用，题目比较综合，涉及电子式、化学反应速率计算、乙烯性质、原电池等，难度中等，侧重对基础知识的巩固．