题目内容

【题目】ABCDE为原子序数依次增大的短周期主族元素,其原子半径与最外层电子数的关系如下图1。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离子核外电子排布与C2-相同。

试回答:

(1)元素E在元素周期表中的位置是___________________

(2)与元素D离子所含电子数和质子数均相同的微粒是________________。(用化学式作答,下同)

3BE最高价氧化物对应的水化物,酸性较_________________若用上图2中装置验证这两种酸的酸性强弱,则在装置中加入的试剂分别为:_____________________观察到的实验现象是________________________

(4)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ACD的盐

b

CD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___________________________________

b与c反应的化学方程式为_________________________________

【答案】 第3周期ⅣA NH4+(或H3O+ H2SiO3或H4SiO4 HNO3 Na2SiO3 Ⅱ中产生白色沉淀。 离子键、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,E与A最外层电子数相同,二者同周期,且E的原子半径较大,故A为碳元素、E为Si;最外层电子数C>B>4,且二者原子半径小于碳原子,故B、C处于第二周期,C利用形成离子C2-,故C为O元素,则B为N元素;D离子核外电子排布与O2-相同,且D处于IA族,故D为Na。

(1)元素E为Si,在元素周期表中的位置是:第三周期ⅣA族;(2)元素D离子为Na+,与Na+所含电子数和质子数均相同的微粒是:NH4+ (或H3O+);(3)B和E最高价氧化物对应的水化物分别为HNO3、H2SiO3,酸性较弱的为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:Ⅰ为HNO3,Ⅱ为Na2SiO3,发生反应:2HNO3+Na2SiO3=H2SiO3↓+2NaNO3,现象为:Ⅱ中出现白色胶状沉淀;(4)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,c的化学组成为AC2,则c为CO2,b是O、Na组成的化合物,且原子数之比为1:1,则b为Na2O2,①a为Na2CO3,含有离子键、共价键;②b与c反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

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(2)一定条件下,在容积固定的容器中进行上述反应,CO浓度与时间关系如图所示:

①则反应速率υ(a)υ(b) υ(c)的大小关系是______________

②下列可说明反应到达图中c点的是__________

ANO、CO、CO2、N2表示的速率比值保持2︰2︰2︰1不变

BCO的浓度不再改变

C.反应消耗2molNO的同时消耗1molN2

D.容器中的气体质量或物质的量保持不变

(3)为研究如何提高该转化过程反应速率,某课题组进行了以下实验探究。

【资料查阅】

A.不同的催化剂对同一反应的催化效率不同;

B.使用等质量相同的催化剂时,催化剂的比表面积对催化效率有影响。

【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律,设计了以下对比实验。

实验编号

实验目的

T/

NO初始浓度

mol/L

CO初始浓度

mol/L

同种催化剂的比表面积

m2/g

达平衡时所用的时间min

参照实验

280

6.50×10-3

4.00×10-3

80

t

280

6.50×10-3

4.00×10-3

120

0.5t

360

6.50×10-3

4.00×10-3

80

0.2t

【结论】①实验编号Ⅱ的实验目的为_________________________

②课题中探究外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响的另一因素是___________,且____________反应速率将___________。(填“增大”、“减小”、“无影响”)。

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