题目内容
【题目】短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。A、E同主族，E原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍，D离子与C2-具有相同核外电子排布。
试回答下列问题：
(1)元素E在元素周期表中的位置是______。
(2)A和E最高价氧化物对应的水化物，酸性较弱的为_____。若用图中装置验证这两种酸的酸性强弱，则在仪器P中加入的试剂为_____，Q中观察到的实验现象是_____。
(3)由以上五种元素组成的物质，其组成和结构信息如下表：
物质 | 组成和结构信息 |
a | 含有A、C、D的盐 |
b | C、D组成的化合物，且原子数之比为1∶1 |
c | 化学组成为AC2 |
①a含有的化学键有_____。
②b与c反应的化学方程式为_____。
【答案】第三周期第ⅣA族 H2SiO3 饱和碳酸氢钠溶液 出现白色胶状沉淀 离子键，共价键(极性共价键) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
【解析】
A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素，E原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍，则D处于IA族，E处于ⅣA族；D离子与C2-具有相同核外电子排布，则C是O元素，D是Na元素，E是Si元素；A、E同主族，说明E与A最外层电子数相同，则A是C元素，由于原子序数A＜B＜C，A是C元素，C是O元素可知B为N元素；(3)中由以上五种元素组成的中学常见物质，a是含有C、O、Na的盐，则a为Na2CO3；b是O、Na组成的化合物，且原子数之比为1：1，则b为Na2O2，c的化学组成为AC2，则c为CO2，据此解答。
根据上述分析可知：A是C，B是N，C是O，D是Na，E是Si元素，化合物a为Na2CO3，b为Na2O2，c为CO2。
(1)元素E为Si，原子核外电子排布为2、8、4，根据元素位置与原子结构关系可知Si元素在元素周期表中的位置是位于第三周期ⅣA族；
(2)元素A是C，E是Si，二者是同一主族的元素，原子序数越大，元素的非金属性越弱，其最高价含氧酸的酸性就越弱，元素非金属性C＞Si，所以酸性：H2CO3＞H2SiO3，即酸性较弱的是H2SiO3。若验证这两种酸的酸性强弱，根据强酸制弱酸的原理，则在装置中加入的试剂分别为：M为HCl，N为CaCO3，在N中发生反应制取CO2气体，反应方程式为：2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑，由于盐酸具有挥发性，使制取得到的CO2气体中含有杂质HCl，可通过装置P中的NaHCO3饱和溶液除去杂质HCl，发生反应：HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑，然后将气体通入盛有Na2SiO3溶液的装置Q中，若CO2少量，发生反应：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3；若CO2过量，则发生反应：Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3，因此在装置Q中看到的实验现象是产生白色胶状沉淀；
(3)由上述分析可知a为Na2CO3；b为Na2O2；c为CO2。
①a为Na2CO3，该物质是盐，属于离子化合物，Na+与CO32-之间通过离子键结合，在阴离子CO32-中C、O两种元素的原子间通过极性共价键结合，因此Na2CO3中含有的化学键为离子键、共价键；
②b为Na2O2，c为CO2，二者反应产生Na2CO3和O2，根据电子守恒、原子守恒，可得b与c反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
【题目】乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心。回答下列问题：
(1)乙烷可通过热裂解和氧化裂解制取乙烯。已知下列键能数据：
化学键 | C—C | C=C | C—H | H—H |
键能/ kJ·mol -1 | 347. 7 | 615 | 413. 4 | 436. 0 |
①乙烷直接裂解制乙烯的热化学方程式为_____________________________。
②氧化裂解制乙烯的热化学方程式为C2H6(g) + 
O2(g) = C2H4(g) + H2O(g) △H = - 105 kJ·mol-1 . 结合①分析，氧化裂解相对热裂解生产乙烯的优点是：_____________________________________(列举1点)。
(2)利用生物乙醇在某种分子筛催化下可脱水制取乙烯，相应反应如下：
I. C2H5OH(g) 
C2H4(g) + H2O(g)
Ⅱ. 2C2H5OH(g) (C2H5)2O(g) + H2O(g)
平衡常数［Kp是用平衡分压代替平衡浓度(平衡分压=总压×物质的量分数)］及产品选择性如下图所示：
①反应 C2H5OH(g) 
C2H4(g) + H2O(g) 的△H______(填“＞”或“＜”)0。
②关于上图中交点M，下列说法正确的是________(填字母)。
a. 一段时间内，反应I、Ⅱ的速率相等
b. 某温度下，反应I、Ⅱ的平衡常数相等
c. 一段时间内，反应I、Ⅱ中乙醇的转化率相等
(3)利用煤制合成气，再由合成气间接制乙烯包含的反应有：
I. CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) △H=a kJ·mol-1
Ⅱ. 2CH3QH(g) C2H4(g) + 2H2O(g) △H =b kJ·mol-1
①反应 2CO(g) + 4H2(g) C2H4(g) + 2H2O(g) △H = _________kJ·mol-1 (用 a、b表示)。
②在容积为1 L的密闭容器中，投入2 mol CO和4 mol H2，10 min后，测得c(CO) = 1. 2 mol·L-1·min-1，则10 min内v(H2)=_____________ mol·L-1·min-1。
