题目内容

【题目】现有部分短周期元素的性质与原子(或分子)结构如下表:

元素编号

元素性质与原子(或分子)结构

T

最外层电子数是次外层电子数的3倍

X

常温下单质为双原子分子,分子中含有3对共用电子对

Y

M层比K层少1个电子

Z

第3周期元素的简单离子中半径最小

W

质量数为31,原子核内中子数比质子数多1

(1)写出元素T的原子结构示意图:__________________________

(2)元素Y与元素Z相比,金属性较强的是________________(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是________________(填字母)。

aY的化合价比Z

bY单质与水反应比Z单质剧烈

cY的最高价氧化物对应水化物的碱性比Z的强

(3)TXYZ中有两种元素能形成既有离子键又有非极性共价键的化合物,则该该化合物的化学式为:_________________

(4)TW形成的化合物被潮解后的产物是________________(填化学式)。

(5)元素T与氢元素以原子个数1:1化合形成化合物Q,元素X与氢元素以原子个数1∶2化合形成常用于火箭燃料的化合物WQW发生氧化还原反应,生成X的单质和T的另一种氢化物,写出该反应的化学方程式:______________________________________

【答案】 Na bc Na2O2 H3PO4 N2H4+2H2O2=N2+4H2O

【解析】T元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,则T为O元素;常温下X的单质为双原子分子,分子中含有3对共用电子对,则X为N元素;Y元素原子M层比K层少1个电子,则M层的电子数为1,Y为Na;第三周期元素的简单离子中Z的半径最小,则Z为Al,W质量数为31,原子核内中子数比质子数多1,则W的质子数为31-16=15,为P元素;
(1)T为O,原子结构示意图为,故答案为:
(2)Na、Al同周期,随原子序数增大,金属性减弱,故Na的金属性较强;a.Y的化合价比Z低,金属性强弱与失去电子难易有关,与失去电子数目多少无关,即与化合价高低无关,故a错误;b.Na单质与水反应比Al单质剧烈,说明Na金属性更强,故b正确;c.Na最高价氧化物的水化物的碱性比Al强,说明钠的金属性更强,故c正确;故答案为bc;
(3)O、N、Na、Al中有两种元素能形成既有离子键又有共价键的化合物,该化合物为Na2O2

(4)P2O5遇水生成的产物是H3PO4

(5)O元素和氢元素可形成一种18电子的化合物Q为H2O2,N元素与氢元素也能按原子个数比为1:2形成一种18电子化合物W为N2H4,H2O2与N2H4发生氧化还原反应,生成氮气与水,该反应的化学方程式为N2H4+2H2O2═N2↑+4H2O。

练习册系列答案
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1)研究表明CO2H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。己知部分反应的热化学方程式如下:

CH3OH(g)+O2(g) = CO2(g)+2H2O(1) △H1=akJmol-1

H2(g)+O2(g) = H2O(1) △H2=bkJmol-1

H2O(g) = H2O(l) △H3=ckJmol-1

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=__________kJmol-1

2CO2催化加氢也能合成低碳烯烃: 2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4 H2O (g),不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图1所示,曲线b表示的物质为_______________ (写化学式)。

3CO2H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应,分别生成CH3OHCO

反应 ACO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

反应BCO2(g)+ H2(g)CO(g)+H2O(g)

控制CO2H2初始投料比为1∶3时,温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图2所示。

由图2可知温度升高CO的产率上升,其主要原因可能是__________________

由图2可知获取CH3OH最适宜的温度是________________,下列措施有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的措施有__________________

A.使用催化剂 B.增大体系压强

C.增大CO2H2的初始投料比 D.投料比不变和容器体积不变,增加反应物的浓度

4)在催化剂表面通过施加电压可将溶解在水中的二氧化碳直接转化为乙醇,则生成乙醇的电极反应式为______________________________________________________

5)由CO2制取C的太阳能工艺如图3所示。热分解系统发生的反应为:2Fe3O46FeO+O2,每分解1mol Fe3O4转移电子的物质的量为_____________重整系统发生反应的化学方程式为_____________________________________________

【题目】铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝,其相关反应的热化学方程式如下Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s) =3AlCl (g)+3CO(g) △H = a kJ·mol-1

3AlCl(g)=2Al(l)+ AlCl3 (g) △H = b kJ·mol-1

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一定条件下经过t分钟达到化学平衡

a. 该反应方程式为:CH4+H2O = CO+3H2

b. 该反应平衡前后压强比为3:4

c. 该反应体系中含氢元素的化合物有3种

d. 该反应中甲烷的平衡转化率为50%

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(2)镁铝合金(Mg17Al12 )是一种潜在的贮氢材料,一般在氩气环境中将一定化学计量比的Mg、Al 单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下可完全吸氢得到的混合物Y(含MgH2 和Al),Y在一定条件下可释放出氢气。

①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是_________________

②写出镁铝合金(Mg17Al12 ) 在一定条件下完全吸氢的化学方程式 _________________

③在6. 0 mol·L-1 HCl 溶液中,混合物Y 能完全释放出H2。1 mol Mg17 Al12 完全吸氢后得到的混合物Y 与上述盐酸完全反应,释放出H2 的物质的量为_________

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