题目内容

8．短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X氢化物的水溶液显碱性；Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等；Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料；W是重要的“成盐元素”，主要以钠盐的形式存在于海水中，请回答：
（1）X在元素周期表中的位置是第二周期第VA族；W氢化物的电子式．
（2）X氢化物的水溶液与W氢化物的水溶液混合后恰好反应时，溶液呈酸性．（填“酸性”、“碱性”或“中性”），用离子方程式表示其原因是NH4++H2O?NH3•H2O+H+．
（3）Y-AgO电池是应用广泛的鱼雷电池，其原理如图所示，该电池的负极反应式Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O．
（4）由Z和W组成的化合物遇水立即水解产生两种酸，写出  此反应的化学方程式SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl．

分析 短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X氢化物的水溶液显碱性，则X为N元素；Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等，原子序数大于氮，只能处于第三周期，故Y为Al；Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料，则Z为SI；W是重要的“成盐元素”，主要以钠盐的形式存在于海水中，可推知W为Cl，据此解答．

解答 解：短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X氢化物的水溶液显碱性，则X为N元素；Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等，原子序数大于氮，只能处于第三周期，故Y为Al；Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料，则Z为SI；W是重要的“成盐元素”，主要以钠盐的形式存在于海水中，可推知W为Cl．
（1）X为N元素，在元素周期表中的位置是：第二周期第VA族；W氢化物为HCl，电子式为，
故答案为：第二周期第VA族；；
（2）氨气与HCl恰好反应生成NH4Cl，NH4Cl溶液中 NH4+离子水解：NH4++H2O?NH3•H2O+H+，破坏水的电离平衡，溶液呈酸性，
故答案为：酸性； NH4++H2O?NH3•H2O+H+；
（3）Al-AgO电池是应用广泛的鱼雷电池，Al为负极，发生氧化反应，碱性条件下生成偏铝酸根，该电池的负极反应式为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，
故答案为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O；
（4）由Z和W组成的化合物为SiCl4，遇水立即水解产生两种酸，生成硅酸与盐酸，此反应的化学方程式为：SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl，
故答案为：SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，侧重对化学用语的考查，有利于学生对基础知识迁移应用与巩固．

练习册系列答案
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18．下列各组中的反应，属于同一反应类型的是（　　）
A．由溴丙烷水解制丙醇；由丙烯与水反应制丙醇
B．由甲苯硝化制对硝基甲苯；由甲苯氧化制苯甲酸
C．由氯代环己烷消去制环己烯；由乙醇制乙烯
D．由乙酸和乙醇制乙酸乙酯；由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇
19．A、B两种原子，A原子M层比B原子M层少3个电子，B原子L层电子数恰好是A原子L层的两倍，则A元素是（　　）
A．OB．SiC．CD．Mg
16．目前，“低碳经济”备受关注，CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题．
（1）向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2，可以制得纳米级碳酸钙（离子直径在1～10nm之间）．
①向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2气体制纳米级碳酸钙时，应先通入NH3，后通入CO2．
制备纳米级碳酸钙的离子方程式是Ca 2++CO2+2NH3+H2O═CaCO3↓+2NH4+．
②判断产品中是否含有纳米级碳酸钙的实验方法是丁达尔效应．
（2）已知CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（1）+H2O（1）△H＜0，该反应在低温下能自发进行（填“能”或“不能”）
若其他条件不变，实验测得平衡常数：K（T1）＞K（T2），则T1＜T2（填“＜”“＞”或“=”）
（3）如题图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O．
①其中乙丙池是电能转化为化学能的装置；
②甲池通入CH3 OH的电级反应式为CH3OH-6e-+2H2O+8OH-=CO32-+8H2O；
③若甲池中消耗280mL（标准状况下）O2，此时丙地池中理论上最多产生1.45g固体．
3．二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放．

（1）有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：
已知：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-a kJ•mol-1；
CH3OH（g）=CH3OH（l）△H=-b kJ•mol-1；
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-c kJ•mol-1；
H2O（g）=H2O（l）△H=-d kJ•mol-1，
则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为：CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l），△H=-（$\frac{3}{2}$c+2d-a-b）kJ•mol-1
（2）在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2molCO2和3mol H2，发生的反应为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），△H=-a kJ•mol-1（a＞0），测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．
①能说明该反应已达平衡状态的是AB．（选填编号）
A．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗1.2mol H2，同时生成0.4molH2O
D．该体系中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1，且保持不变
②计算该温度下此反应的平衡常数K=0.20．（保留两位有效数字）．若改变条件C（填选项），可使K=1．
A．增大压强   B．增大反应物浓度   C．降低温度   D．升高温度   E．加入催化剂
（3）某甲醇燃料电池原理如图2所示．
①M区发生反应的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+．
②用上述电池做电源，用图3装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解的总反应离子方程式为：2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH-．假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为0.16g（忽略溶液体积变化）．
13．某吸水材料与聚酯纤维都是重要化工原料，它们的合成路线如下：

已知：①有机物A能与Na反应，相对分子质量为32．
②
③RCOOR′+R″OH$\stackrel{H+}{→}$RCOOR″+R′OH（R、R、R，代表烃基）
（1）A的结构简式是CH3OH，B中含氧官能团的名称是酯基．
（2）C的结构式是，D→E的反应类型是取代反应．
（3）F+A→G的化学方程式是．
（4）CH3COOH+CH≡CH→B的化学方程式是CH3COOH+CH≡CH→．
（5）G的同分异构体有多种，满足下列条件的共有12种．
①苯环上只有两个取代基
②1mol 与足量的NaHCO3溶液反应生成2mol CO2气体
（6）G→聚酯纤维的化学方程式是．
20．下列原子的价电子构型中，第一电离能最小的是（　　）
A．2s22p4B．3s23p4C．4s24p4D．5s25p4
17．硼（B）及其化合物在化学中有重要的地位．请回答下列问题：
（1）Ga与B同主族，Ga的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，第一电离能由大到小的顺序是B＞Ga
（2）硼酸（H3B03）是白色片状晶体（层状结构如图1），有滑腻感，在冷水中溶解度很小，加热时溶解度增大．

①硼酸中B原子的杂化轨道类型为sp2．
②硼酸晶体中存在的作用力有范德华力和共价键、氢键．
③加热时，硼酸的溶解度增大，主要原因是加热破坏了硼酸分子之间的氢键，硼酸分子与水分子之间形成氢键．
④硼酸是一元弱酸，在水中电离时，硼酸结合水电离出的OHˉ而呈酸性．写出硼酸的电离方程式H3BO3+H2O?[B（OH）4]-+H+．
（3）硼氢化钠（NaBH4）是有机化学中的一种常用还原剂，在热水中水解生成硼酸钠和氢气，用化学方程式表示其反应原理NaBH4+4H2O═Na[B（OH）4]+4H2↑或NaBH4+2H2O═NaBO2+4H2↑．[BH4]-的空间构型是正四面体．
（4）B3N3H6可用来制造具有耐油、耐高温性能的特殊材料．写出它的一种等电子体物质的分子式C6H6．
（5）硼化镁晶体在39K时呈超导性．在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，图2是该晶体微观结构的透视图，图2中的硼原子和镁原子投影在同一平面上．则硼化镁的化学式为MgB2．
（6）金刚石的晶胞如图3．立方氮化硼的结构与金刚石相似，已知晶胞边长为361.5pm，则立方氮化硼的密度是$\frac{4×25}{（361.5×1{0}^{-10}）^{3}×{N}_{A}}$g•cmˉ3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数用NA表示）．
18．甲烷分子中4个氢原子被苯基取代，可得如图所示分子，对该分子的描述正确的是（　　）
A．此物质是苯的同系物B．所有碳原子可能在同一平面上
C．此分子的一氯取代产物有3种D．此物质分子式为C25H22

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