题目内容

5．X、Y、Z、W、R、T是元素周期表前四周期常见元素，且原子序数依次增大，其相关信息如下表：
元素相关信息
X元素最高正价与最低负价的绝对值相等
Y是地壳中含量最多的元素
Z元素基态原子3p能级只有一个电子
W与Z位于同周期，能量最高的p 能级电子为半充满
R单质为黄色固体，常存在于火山喷发口
T元素基态原子核未成对电子最多
请用化学用语填空：
（1）R位于元素周期表第三周期第ⅥA族；T的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1．
（2）用“＞”或“＜”填空：
第一电离能离子半径离子还原性最高价氧化物的熔点
W＞RY＞ZY＜RX＜Z
（3）在加热的条件下单质X可与R的浓的最高价氧化物的水化物反应，写出该反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目（或）．
（4）Y及其同主族元素的氢化物沸点变化趋势如图所示，其中Y的氢化物沸点最高的原因是水分子间可以形成氢键，大大加强了分子间作用力，从而使水的沸点最高．
（5）在101KPa、25℃下，由最稳定单质生成1mol该化合物是的热效应称为该化合物的标准生成焓（△H）．已知Z2O3标准生成焓（△H）为：△H=-399.09kJ/mol，T2O3的标准生成焓（△H）为：△H=-269.70kJ/mol，试写出单质Z和T2O3反应的热化学方程式2Al（s）+Cr2O3（s）=2Cr+Al2O3（s）△H=-129.39kJ/mol．

分析 X元素最高正价与最低负价的绝对值相等，则X为H或ⅣA族元素，结合（3）可知X为C元素；
Y是地壳中含量最多的元素，则Y为O元素；Z元素原子3p能级上有1个电子，外围电子排布为3s23p1，故Z为Al元素；
W与Z位于同周期，能量最高的p能级电子为半充满，则其最外层电子排布式为：3s23p3，故W为P元素；
R的单质为黄色固体，常存在于火山喷发口，则R为S元素；
T元素基态原子核未成对电子最多，其电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，则T为Cr元素，据此进行解答．

解答 解：X元素最高正价与最低负价的绝对值相等，则X为H或ⅣA族元素，结合（3）可知X为C元素；Y是地壳中含量最多的元素，则Y为O元素；Z元素原子3p能级上有1个电子，外围电子排布为3s23p1，故Z为Al元素；W与Z位于同周期，能量最高的p能级电子为半充满，则其最外层电子排布式为：3s23p3，故W为P元素；R的单质为黄色固体，常存在于火山喷发口，则R为S元素；T元素基态原子核未成对电子最多，其电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，则T为Cr元素，
（1）R为S元素，原子序数为16，位于元素周期表第三周期第ⅥA族；T为Cr元素，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，
故答案为：三；ⅥA；1s22s22p63s23p63d54s1；
（2）W为P、R为S，二者处于同一周期，一般情况下随着原子序数的递增元素的第一电离能逐渐增大，但是P元素的3p轨道电子处于半满状态，比较稳定，其第一电离能大于S；
Y离子为氧离子、Z离子为铝离子，离子的电子层相同时，核电荷数越大，离子半径越小，则氧离子半径大于铝离子；
Y离子为氧离子，R离子为硫离子，非金属性越强，对应离子的还原性越弱，则氧离子的还原性小于硫离子；
X的最高价氧化物为二氧化碳，二氧化碳为共价化合物，Z的最高价氧化物为氧化铝，氧化铝为离子化合物，所以二氧化碳的熔点小于氧化铝，
故答案为：＞；＞；＜；＜；
（3）X为C的单质为C，R为S元素，其最高价氧化物对应水化物的浓溶液为浓硫酸，C与浓硫酸在加热条件下，发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，反应的方程式为：C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O，标出电子转移的方向和数目为：或，
故答案为：（或）；
（4）Y为氧元素，氧元素的氢化物为水，水分子间可以形成氢键，大大加强了分子间作用力，从而使水的沸点最高，
故答案为：水分子间可以形成氢键，大大加强了分子间作用力，从而使水的沸点最高；
（5）Z2O3为Al2O3，T2O3为Cr2O3，Al2O3标准生成焓（△H）为：△H=-399.09kJ/mol，则热化学方程式为：①2Al（s）+$\frac{3}{2}$O2（g）=Al2O3（s）△H=-399.09kJ/mol，
Cr2O3的标准生成焓（△H）为：△H=-269.70kJ/mol，热化学方程式为：②2Cr（s）+$\frac{3}{2}$O2（g）=Cr2O3（s）△H=-269.70kJ/mol，
根据盖斯定律①-②可得：单质Al和Cr2O3反应的热化学方程式为：2Al（s）+Cr2O3（s）=2Cr+Al2O3（s）△H=-129.39kJ/mol，
故答案为：2Al（s）+Cr2O3（s）=2Cr+Al2O3（s）△H=-129.39kJ/mol．

点评 本题考查了位置、结构与性质关系的综合应用，题目难度中等，正确推断各元素名称为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生达到分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力，注意熟练掌握原子结构与元素周期表、元素周期律的关系．

练习册系列答案
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15．某Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1mol•L-1的盐酸，测得溶液中的HCO3-、CO32-、AlO2-、Al3+离子的物质的量与加入盐酸溶液的体积变化关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．原混合溶液中的CO32-与AlO2-的物质的量之比为1：2
B．V1：V2=l：5
C．M点时生成的CO2为0.05mol
D．e曲线表示的离子方程式为：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O
16．在无色酸性溶液中能大量共存的离子组是（　　）
A．NH4+、Fe3+、SO42-、Cl-B．Ba2+、K+、OH-、NO3-
C．Al3+、Cu2+、SO42-、Cl-D．Na+、Ca2+、Cl-、NO3-
13．合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义．
（1）尿素[CO（NH2）2]是一种高效化肥，也是一种化工原料．
①以尿素为原料在一定条件下发生反应：CO（NH2）2（s）+H2O（l）?2NH3（g）+CO2（g）△H=+133.6kJ/mol，该反应的化学平衡常数的表达式K=c2（NH3）•c（CO2），下列关于该反应的说法正确的是a（填序号）．
a．从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
b．在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大
c．降低温度可使尿素的转化率增大
②尿素在一定条件下可将氦的氧化物还原为氦气，结合①中信息，尿素还原NO（g）的热化学方程式是2CO（NH2）2（s）+6NO（g）=5N2（g）+2CO2（g）+4H2O（l）△H=-1804.7KJ/mol
③密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料，在120℃、催化剂作用下反应生成尿素：CO2（g）+2NH3（g）?CO（NH3）2（g）+H2O（g），混合气体中NH3的物质的量百分含量[φ（NH3）]随时间变化关系如图2所示，则a点的正反应速率v正（CO2）＞b点的逆反应速率v（逆）（CO2）（填“＞”“=”或“＜”），氨气的平衡转化率是75%．
（2）NO2会污染环境，可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2，已知9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol，此反应的离子方程式是2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2；恰好反应后，使溶液中的CO2完全逸出，所得溶液呈弱碱性，则溶液中离子浓度大小关系是c（Na+ ）＞c（NO3-）＞c（NO2-）＞c（OH-）＞c（H+）．
20．常温下，下列各组稀溶液中，加水稀释时c（OH-）/c（H+）的值明显减小，且能大量共存的离子组是（　　）
A．K+、NH4+、HCO3-、AlO2-B．K+、Cl-、Fe3+、SO42-
C．K+、I-、ClO-、Na+D．Na+、SO32-、S2-、Cl-
10．下列反应中，反应后固体质量一定减少的是（　　）
A．铝与V2O5发生铝热反应B．镁粉投入到FeCl3溶液中
C．碳粉与CuO混合物在试管中加热D．水蒸气通入足量Na2O2粉末
17．某无色溶液中可能含有H+，NH4+，Mg2+，Fe3+，Al3+，SO42-，HCO3-等离子，当向溶液中加入一定浓度NaOH溶液，生成沉淀物质的量随加入NaOH溶液体积关系如图所示．
请回答下列问题：
（1）ab段生成沉淀的化学方程式：Al3++3OH-=Al（OH）3↓、Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓；
（2）cd段沉淀减少的反应方程式：Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O；
（3）简述bc段沉淀物质的量不变的原因：加入的NaOH与原溶液中NH4+反应生成NH3•H2O；
（4）原溶液中一定含有的离子的物质的量之比为n（H+）：n（Al3+）：n（NH4+）：n（SO42-）：n（Mg2+）=2：2：4：9：3．
8．下列各原子或离子的电子排布式错误的是（　　）
A．Al  1s22s22p63s23p1B．O2-　1s22s22p4
C．Na　1s22s22p63s1D．F　1s22s22p5
9．甲醇是一种重要的可再生能源．
（1）已知2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g）△H=a KJ/mol
CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=b KJ/mol试写出由CH4和O2制取甲醇的热化学方程式：2CH4（g）+O2（g）=2CH3OH（g）△H=（a+2b）kJ/mol．
（2）还可以通过下列反应制备甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．甲图是反应时CO和CH3OH（g）的浓度随时间的变化情况．从反应开始到达平衡，用H2表示平均反应速率υ（H2）=0.15mol/（L•min）．

（3）在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2，CO的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如乙图所示．
①下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是BD．（填字母）
A．H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B．H2的体积分数不再改变
C．体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D．体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA＜PB（填“＞、＜、=”）．
③若达到化学平衡状态A时，容器的体积为20L．如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2，则在平衡状态B时容器的体积V（B）=4L．
（4）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池（电极材料为惰性电极）．
①若KOH溶液足量，则写出电池总反应的离子方程式：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O．
②若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8mol，当有0.5mol甲醇参与反应时，电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是C（K+）＞C（CO32-）＞C（HCO3-）＞C（OH-）＞C（H+）．

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