题目内容

18．C、N、O、Al、Fe、Cu是常见的六种元素． 
（1）Fe位于元素周期表的第四周期第ⅤⅢ族，Cu的基态原子价电子排布式为3d104s1，
Al原子的基态原子核外有13种运动状态不同的电子． 
（2）用“＞”或“＜”填空：
电负性                 离子半径               键的极性熔点
N＜O         O2-＞Al3+    C-H＜H-O Al＜Al2O3
（3）10g铁放在40mL硝酸溶液中，微热，充分反应后收集到1.792L（标准状况）混合
气体（NO2、NO），溶液中残留4.4g固体．写出上述反应的总的化学方程式5Fe+14HNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5Fe（NO3）2+NO2↑+3NO↑+7H2O． 
（4）Fe（s）+O2（g）=FeO（s）△H=-272.0kJ/mol
 Al（s）+O2（g）=Al2O3（s）△H=-1675.7kJ/mol 
Al的单质和FeO反应的热化学方程式是2Al（s）+3FeO（s）═Al2O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol-1．

分析 （1）Fe的核外电子数为26，原子有4个电子层，价层电子数为8；Cu的核外电子数为29，原子有4个电子层，价层电子数为11；Al的核外电子数为13；
（2）根据非金属性越强，电负性越大判断；
根据核外电子排布相同时，原子序数越小，半径越大；
根据元素的非金属性越强，键的极性越强；
根据加热铝片时，铝熔化但不滴下分析判断；
（3）将10g铁粉置于40mlHNO3溶液中，反应的铁的质量为：10g-4.4g=5.6g，根据被还原的硝酸的物质的量为：$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08mol，未被还原的HNO3的物质的量为n（HNO3）=2n（Fe）=2×0.1mol=0.2mol，则参加反应的硝酸为0.2+0.08=0.28mol，所以参加反应的铁与硝酸之比为0.1：0.28=5：14，根据反应的有关方程式结合元素守恒铁以及电子守恒进行书写；
（4）依据①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=FeO（s）△H=-272.0kJ•mol-1
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O2（g）=Al2O3（s）△H=-1675.7kJ•mol-1
将方程式②-①×3得2Al（s）+3FeO（s）═Al2O3（s）+3Fe（s）据此计算焓变．

解答 解：（1）因为Fe的核外电子数为26，原子有4个电子层，价层电子数为8，所以Fe位于元素周期表的第四周期第ⅤⅢ族；Cu的核外电子数为29，原子有4个电子层，价层电子数为11，所以Cu的基态原子价电子排布式为3d104s1；Al的核外电子数为13，每一种电子的运动状态都不同，所以Al原子的基态原子核外有13种运动状态不同的电子，故答案为：四；ⅤⅢ；3d104s1；13；
（2）因为非金属性越强，电负性越大，所以N的电负性小于O；
因为核外电子排布相同时，原子序数越小，半径越大，所以O2-的半径大于Al3+；
因为元素的非金属性越强，键的极性越强，所以C-H的极性小于H-O；
因为加热铝片时，铝熔化但不滴下，说明外层的氧化铝没有熔化，所以熔点Al小于Al2O3；
故答案为：＜；＞；＜；＜；
（3）反应的铁的质量为：10g-4.4g=5.6g，则n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，则被还原的硝酸的物质的量为：$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08mol，未被还原的HNO3的物质的量为n（HNO3）=2n（Fe）=2×0.1mol=0.2mol，则参加反应的硝酸为0.2+0.08=0.28mol，所以参加反应的铁与硝酸之比为0.1：0.28=5：14，又铁过量，则生成二价铁所以则反应的方程式为：5Fe+14HNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5Fe（NO3）2+NO2↑+3NO↑+7H2O，故答案为：5Fe+14HNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5Fe（NO3）2+NO2↑+3NO↑+7H2O；
（4）①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=FeO（s）△H=-272.0kJ•mol-1
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O2（g）=Al2O3（s）△H=-1675.7kJ•mol-1
将方程式②-①×3得2Al（s）+3FeO（s）═Al2O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol-1，
故答案为：2Al（s）+3FeO（s）═Al2O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol-1．

点评 本题是道综合题，考查的知识点较多，涉及到原子结构与性质的比较、氧化还原反应方程式的书写以及盖斯定律的应用，题目难度不大，注意有关反应方程式的书写．

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