Question

短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大．其中A和E、D和F分别位于同一主族，且B的最外层电子数是次外层电子数的2倍，D是地壳中含量最高的元素；化合物X、Y分别由A与C、A与D组成，且X、Y两种分子中均含有10个电子．
请回答下列问题：
（1）元素C在周期表中的位置是第

二

周期

ⅤA

族．
（2）Y的电子式为

．
（3）比较F和E形成简单离子的半径大小：

S^2-＞Na⁺

（填离子符号）．
（4）一定条件下，A单质和D单质在E的最高价氧化物对应水化物的浓溶液中可以形成燃料电池．请写出该燃料电池的负极反应式：

H₂+2OH^-+2e^-=2H₂O

．
（5）X的空间构型为

三角锥

，工业上生产X的反应中，若每生成a mol X时放出b kJ热量，则该反应的热化学方程式为

N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-

2b

a

kJ/mol

．

Answer 1

分析：短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大．B的最外层电子数是次外层电子数的2倍，B元素原子有2个电子层，最外层电子数为4，则B为碳元素；D是地壳中含量最高的元素，则D为氧元素；D和F位于同一主族，则F为硫元素；A与D组成的化合物Y，Y分子中均含有10个电子，则A为氢元素、Y为H₂O；A和E位于同一主族，E的原子序数大于氧元素，故E为Na元素；C的原子序数介于碳元素与氧元素之间，故C为氮元素，越氢元素形成的10电子化合物X为NH₃，据此解答．

解答：解：短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大．B的最外层电子数是次外层电子数的2倍，B元素原子有2个电子层，最外层电子数为4，则B为碳元素；D是地壳中含量最高的元素，则D为氧元素；D和F位于同一主族，则F为硫元素；A与D组成的化合物Y，Y分子中均含有10个电子，则A为氢元素、Y为H₂O；A和E位于同一主族，E的原子序数大于氧元素，故E为Na元素；C的原子序数介于碳元素与氧元素之间，故C为氮元素，越氢元素形成的10电子化合物X为NH₃，
（1）氮元素原子有2个电子层，最外层电子数为5，处于周期表中第二周期第ⅤA族，故答案为：二；ⅤA；
（2）Y为H₂O，分子中氧原子与氢原子之间形成1对共用电子对，氧原子有2对孤电子对，水的电子式为 ，故答案为：；
（3）最外层电子数相同电子层越多离子半径越大，故离子半径S^2-＞Na⁺，故答案为：S^2-＞Na⁺；
（4）氢气、氧气、NaOH浓溶液形成碱性燃料电池，氢气在负极放电，碱性条件下生成水，该燃料电池的负极反应式：H₂+2OH^-+2e^-=2H₂O，
故答案为：H₂+2OH^-+2e^-=2H₂O；
（5）X为NH₃，N原子呈3个N-H键、含有1对孤对电子，采取sp₃杂化，为三角锥型．工业上生产NH₃的反应中，每生成amolNH₃时放出bkJ热量，生成2molamolNH₃时放出热量为bkJ×

2mol

amol

=

2b

a

kJ，则该反应的热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-

2b

a

kJ/mol，
故答案为：三角锥；N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-

2b

a

kJ/mol．

点评：本题考查结构性质位置关系、常用化学用语、原电池、热化学方程式书写等，推断元素是解题的关键，难度中等，注意基础知识的理解掌握．