题目内容
【题目】A、B、C、D、E都是短周期元素，原子序数依次增大，A、B处于同一周期，C、D、E同处另一周期。C、B可按原子个数比2:1和1:1分别形成两种离子化合物甲和乙。A原子的最外层电子数比次外层电子数多3个。E是地壳中含量最高的金属元素。根据以上信息回答下列问题：
（1） D元素在周期表中的位置是________，中子数为14的E原子可表示为________。
（2）写出由A和C形成的化合物的化学式 ，该化合物由 键形成。
（3） A、B、C、D、E五种元素的离子半径由小到大的顺序是________(用离子符号填写)。
（4）写出实验室制取A的气态氢化物的化学方程式：________________________________。
（5）简述比较D与E金属性强弱的实验方法：_____________________。
【答案】（1）第三周期第ⅡA族；第三周期第ⅡA族 （2） Na3N；离子 （3） Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜O2－＜N3－（4） 2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O
（5）镁与热水可以反应生成氢氧化镁和氢气，但铝和热水不反应(其他答案合理也可)
【解析】试题分析：A、B、C、D、E都是短周期元素，原子序数依次增大，A、B处于同一周期，C、D、E同处另一周期。C、B可按原子个数比2:1和1:1分别形成两种离子化合物甲和乙，则B是O，C是Na。A原子的最外层电子数比次外层电子数多3个，因此A是N。E是地壳中含量最高的金属元素，则E是Al，因此D是Mg。
（1）镁元素的原子序数是12，在周期表中的位置是第三周期第ⅡA族，中子数为14的E原子可表示为第三周期第ⅡA族。
（2）由A和C形成的化合物是氮化钠，化学式为Na3N，该化合物由离子键形成。
（3）A、B、C、D、E五种元素的离子具有相同的核外电子排布，离子半径随原子序数的增大而减小，则半径由小到大的顺序是Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜O2－＜N3－。
（4）实验室制取A的气态氢化物氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
（5）镁能与热水可以反应生成氢氧化镁和氢气，但铝和热水不反应，这说明镁的金属性强于铝。
【题目】氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
（1）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应：
①4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(l) △H1
②4NH3(g)＋6NO(g)＝5N2(g)＋6H2O(l) △H2
则反应 4NH3(g)＋3O2(g)＝2N2(g)＋6H2O(l) △H＝ 。（请用含有△H1、△H2的式子表示）
（2）合成氨实验中，在体积为3 L的恒容密闭容器中，投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨，平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示：
温度(K) | 平衡时NH3的物质的量(mol) |
T1 | 2.4 |
T2 | 2.0 |
已知：破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1 T2（填“＞”、“<”或“=”）。
②在T2 K下，经过10min达到化学平衡状态，则0~10min内H2的平均速率v(H2)= ，平衡时N2的转化率α（N2）= 。
③下列图像分别代表焓变（△H）、混合气体平均相对分子质量（
）、N2体积分数φ（N2）和气体密度（ρ）与反应时间的关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是 。
（3）某N2H4（肼或联氨）燃料电池（产生稳定、无污染的物质）原理如图1所示。
①M区发生的电极反应式为 。
②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和氯化钾溶液（电极均为惰性电极），设饱和氯化钾溶液体积为500mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），若该燃料电池的能量利用率为80%，则需消耗N2H4的质量为 g（假设溶液电解前后体积不变）。