Question

17．A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A、D及C、F分别是同一主族元素，A元素的一种核素无中子，F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍，B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍，E元素的最外层电子数等于其电子层数．请回答：
（1）A、D、F形成化合物的电子式为．
（2）工业上在高温的条件下，可以用A₂C和BC反应制取单质A₂．在2L密闭容器中分别充入1mol A₂C和1mol BC，一定条件下，2min达平衡时生成0.4mol A₂，则用BC表示的反应速率为0.1mol/（L．min）．下列关于该反应的说法中正确的是CD．
A．增加BC₂的浓度始终不能提高正反应速率
B．若混合气体的密度不再发生变化，则反应达到最大限度
C．A₂是一种高效优质新能源
D．若生成1mol A₂，转移2mol 电子
（3）用A元素的单质与C元素的单质及由A、C、D三种元素组成的化合物的溶液构成燃料电池，写出该电池的电极反应式：负极2H₂-4e^-+4OH^-═4H₂O，正极O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A、D及C、F分别是同一主族元素，A元素的一种核素无中子，则A为H元素；B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故B为碳元素；A、D同主族，D原子序数大于碳，故D为Na；E、F原子序数大于Na，处于第三周期，E元素的最外层电子数等于其电子层数，则E为Al；F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍，则最外层电子数为8×0.75=6，故F为S元素；C、F同主族，则C为O元素，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A、D及C、F分别是同一主族元素，A元素的一种核素无中子，则A为H元素；B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，故B为碳元素；A、D同主族，D原子序数大于碳，故D为Na；E、F原子序数大于Na，处于第三周期，E元素的最外层电子数等于其电子层数，则E为Al；F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍，则最外层电子数为8×0.75=6，故F为S元素；C、F同主族，则C为O元素．
（1）A、D、F形成化合物为NaHS，电子式为，故答案为：；
（2）工业上在高温的条件下，可以用H₂O和CO反应制取单质H₂，发生反应为：H₂O+COH₂+CO₂，
在2L密闭容器中分别充入1mol H₂O和1mol CO，一定条件下，2min达平衡时生成0.4mol H₂，则参加反应的CO为0.4mol，则用CO表示的反应速率为$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{2min}$=0.1mol/（L．min）；
A．增加CO₂的浓度，瞬间正反应速率不变、逆反应速率增大，而后平衡向逆反应方向移动，逆反应速率减小、正反应速率增大，故A错误；
B．容器体积不变，混合气体总质量不变，则若混合气体的密度始终不变，故B错误；
C．H₂燃烧生成水，没有污染，是一种高效优质新能源，故C正确；
D．反应中化合价降低的元素只有H原子，由+1价降低为p价，生成1mol H₂，转移2mol 电子，故D正确，
故答案为：0.1mol/（L．min）；CD；
（3）氢气、氧气、NaOH溶液构成燃料电池，氢气在负极失电子，碱性条件下生成水，其负极的电极反应式为：2H₂-4e^-+4OH^-═4H₂O，氧气在正极获得电子生成氢氧根离子，正极电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，
故答案为：2H₂-4e^-+4OH^-═4H₂O；O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．

点评 本题考查结构性质位置关系、反应速率计算、化学平衡问题、原电池等，推断元素是解题的关键，难度不大．