题目内容

9．A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大；A元素是所有原子中半径最小的原子；B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物生成一种盐X；D与A同主族，且与E同周期；E元素的最外层电子数是其次外层电子数的$\frac{3}{4}$，A、B、D、E这四种元素中，每一种都与C元素形成原子个数比不相同的化合物．
请回答下列问题：
（1）D位于元素周期表第三周期ⅠA族．
（2）C和E两元素相比较，非金属性较强的是氧（填元素名称），可以验证该结论的是CD（填写编号）；
A．比较这两种元素的气态氢化物的沸点
B．比较这两种元素的单质在常温下的状态
C．比较这两种元素气态氢化物的稳定性
D．比较这两种元素单质与氢气化合的难易
（3）写出C、D两元素形成的原子个数比为1：1的化合物与水反应的离子方程式：2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑．
（4）A与C间可形成负一价双原子阴离子，有10个电子，写出该阴离子与盐酸反应的离子方程式为OH-+H+=H2O；
（5）A、C、D、E四种元素可形成两种酸式盐，两种酸式盐相互反应的离子方程式为H++HSO3-=H2O+SO2↑．

分析 A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大，A元素的原子半径最小，则A为H；B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能生成盐，则B为N；
E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的$\frac{3}{4}$，则E为S；D与A同主族，且与E同周期，则D为Na；A、B、D、E这四种元素，每一种与C元素都能形成元素的原子个数比不相同的多种化合物，则C为O，然后利用元素及其单质、化合物的性质来解答．

解答 解：A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大，A元素的原子半径最小，则A为H；B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能生成盐，则B为N；
E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的$\frac{3}{4}$，则E为S；D与A同主族，且与E同周期，则D为Na；A、B、D、E这四种元素，每一种与C元素都能形成元素的原子个数比不相同的多种化合物，则C为O，
（1）D是Na位于元素周期表第三周期，ⅠA族，故答案为：三；ⅠA；
（2）氧与硫同主族，从上到下非金属性在减弱，则非金属性O＞S，可以利用与氢气化合的难易程度及气态氢化物的稳定性、单质的氧化性等来判断，氢化物沸点、单质的状态都属于物理性质，不能比较非金属性强弱，故AB错误、CD正确，
故答案为：氧； CD；
（3）C、D两元素形成的原子个数比为1：1的化合物为Na2O2与水反应的离子方程式为：2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑，
故答案为：2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑；
（4）A与C间可形成负一价双原子阴离子，有10个电子，为OH-离子，该阴离子与盐酸反应的离子方程式为：OH-+H+=H2O，
故答案为：OH-+H+=H2O；
（5）A、C、D、E四种元素分别为H、O、Na、S，可形成两种酸式盐，为NaHSO4、NaHSO3，两种酸式盐相互反应的离子方程式为：H++HSO3-=H2O+SO2↑，
故答案为：H++HSO3-=H2O+SO2↑．

点评 本题考查位置结构性质的应用，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力的考查，掌握元素单质化合物的性质来推断元素是解答本题的关键，学生只要熟悉常见的化合物即可解答，题目难度中等．

练习册系列答案
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19．Ⅰ．工业上主要以甲醇为原料进行制备甲醛（HCHO）．
甲醇氧化法是制甲醛的一种工业方法，即甲醇蒸汽和空气在铁钼催化剂催化下，甲醇即被氧化得到甲醛：①CH3OH（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═HCHO（g）+H2O（l）△H
甲醇氧化法中存在深度氧化反应：②HCHO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO（g）+H2O（l）
已知物质CH3OH（g）与HCHO（g）的燃烧热如表所示：
物质反应热/kJ•mol-1
CH3OH （g）-726.5
HCHO （g）-570.8
（1）计算△H=-155.7kJ•mol-1．
（2）目前工业上主要采用甲醇氧化法制取甲醛，简要分析该方法的优点与缺点：反应平衡常数大，反应更彻底，但是存在副反应．
（3）如图为甲醇氧化法，在不同温度条件下甲醇转化率与甲醛产率的曲线图，二者随温度变化的可能的原因是反应温度较低时催化剂活性较低，甲醇转化率低，甲醛产率较低；反应温度升高后，甲醇转化率提高，但是发生副反应，产率反而下降．
Ⅱ．甲醇直接燃料电池简称DMFC，使用酸性介质，反应温度在120℃，额定输出电压为1.18V．
（4）该电池负极的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O═CO2+6H+，
（5）该燃料电池的能量转换效率=94.1%（列式并计算，保留3位有效数字）
（已知：能量转换效率=燃料电池输出的电能/燃料直接燃烧产生的热能；1mol 电子的电量为96500C．）
20．二甲醚是一种重要的清洁燃料，工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．利用水煤气合成二甲醚的热化学方程式为：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-274kJ•mol-1
（1）该反应在一定条件下的密闭容器中达到平衡后，为同时提高反应速率和二甲醚的产率，可以采取的措施是cd（填字母代号）．
a．降低温度   b．加入催化剂  c．缩小容器体积   d．增加H2的浓度   e．分离出二甲醚
（2）该反应可以分两步进行：
4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1①
CO（g）+H2O（g）═CO2 （g）+H2（g）△H2=-42kJ•mol-1②
则反应①的焓变△H1=-232kJ•mol-1，熵变△S＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）二甲醚也可以通过CH3OH分子间脱水制得：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H3=-23.5kJ•mol-1．在T1℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示．
①该条件下反应平衡常数表达式K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{H}_{3}OH）}$．
②相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为：c（ CH3OH）=0.4mol•L-1、c（H2O）=0.6mol•L-1、c（CH3OCH3）=1.2mol•L-1，此时正、逆反应速率的大小：v正＞v逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）二甲醚、空气可组成一种高效的燃料电池，在氢氧化钾溶液中电池反应方程式为：CH3OCH3（l）+3O2（g）+4KOH（aq）═2K2CO3（aq）+5H2O（l），写出负极的电极反应式CH3OCH3-12e-+16OH-?2CO32-+11H2O．
17．最近几年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区．其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一．
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2CO2（g）+N2（g），在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如1图所示．据此判断：

①该反应的△H＜0（选填“＞”、“＜”）．
②当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率．若催化剂的表面积S1＞S2，在图中画出c（CO2）在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线．
③研究表明在紫外线照射下，由于TiO2的催化作用，空气中的某些物质会产生OH自由基，如图2所示，OH与NO2反应为NO2+OH=HNO3，写出NO与OH反应的化学方程式NO+3OH═HNO3+H2O．
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题．
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染．
例如：
CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ/mol
2NO2（g）?N2O4（g）△H=-56.9kJ/mol
H2O（g）=H2O（l）△H=-44kJ/mol
写出CH4（g）催化还原N2O4（g）生成N2（g）、CO2（g）和H2O（l）的热化学方程式：CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（l），△H=-898.1kJ/mol．
②将煤燃烧产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的．NH3与CO2在120℃，催化剂作用下反应生成尿素：CO2（g）+2NH3（g）?（NH2）2CO（s）+H2O（g）．现将物质的量为1：1的NH3与CO2混合在密闭固体容器中反应，平衡后，NH3的体积分数为20%，则NH3的平衡转化率为75%．
③25℃时，将amol•L-1的氨水与b mol•L-1盐酸等体积混合，反应后溶液恰好显中性，用a、b表示NH3•H2O的电离平衡常数为$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$．
4．现有七种短周期主族元素，其原子序数按A、B、C、D、E、F、G的顺序递增．A元素的最高正化合价和最低负化合价的代数和等于0，且A是形成化合物种类最多的元素；C原子能形成分别含10电子、18电子的两种阴离子，且C与F位于同一主族；D单质投入冷水中反应缓慢，投入沸水中迅速产生气泡；E的简单阳离子是同周期元素所形成的简单离子中半径最小的．回答下列问题：
（1）B位于周期表第二周期第ⅤA族．
（2）元素M位于E与F元素之间，且M单质是优良的半导体材料，广泛用于太阳能电池．M、F、G的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为HCl＞H2S＞SiH4（用化学式表示）．
（3）若选择三种试剂设计实验能证明非金属性：B＞A＞M，用化学方程式表示实验原理：Na2CO3+2HNO3═2NaNO3+CO2↑+H2O；Na2SiO3+H2O+CO2═H2SiO3↓+Na2CO3．
（4）下列实验方法能证明D与E的金属性强弱关系的是A．
A．比较D和E的单质分别与稀硫酸反应产生气泡的快慢
B．比较D和E的单质分别与同浓度的氢氧化钠溶液反应产生气泡的快慢
C．比较D和E的单质分别与氯气、氧气、硫等非金属单质反应的产物．
14．砷的常见酸性氧化物有As2O3和As2O5，根据图中信息回答下列问题：
（1）As2O5分解生成As2O3和O2的反应中，加入催化剂，E减小（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），△H1不变．
（2）As2O3分解生成As和O2的热化学方程式为As2O3（s）=2As（s）+$\frac{3}{2}$O2（g）△H=+619kJ/mol．
（3）As2O3和O2反应生成As2O5的热化学方程式为As2O3（s）+O2（g）=As2O5（s）△H=-295 kJ•mol-1．
（4）若1mol As2O5分解生成0.4mol As2O3和1.2mol As，则该分解过程中，需吸收的总能量为666.4kJ．
1．下列各组反应中关于能量的比较正确的是（　　）
①H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H1； $\frac{1}{2}$H2（g）+$\frac{1}{2}$Cl2（g）=HCl （g）△H2；△H1＞△H2
②2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）△H1； 2Na（s）+2H2O（l）=2NaOH（aq）+H2（g）△H2；△H1＞△H2
③CH3OH（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H1；CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H2；△H1＜△H2
④t℃时，在一定条件下，将 1mol N2和 3mol H2 分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时放出的热量分别为 Q1、Q2； Q1＜Q2．
A．①③④B．①②④C．②③④D．①③
18．下列说法正确的是（　　）
A．BaSO4粉末可用作钡餐，是因为BaSO4为非电解质
B．有机物苯、乙醇、蔗糖都属于非电解质
C．强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强
D．固态共价化合物不导电，熔融态的共价化合物都可以导电
19．镁、铝混合粉末10.2g溶于500mL 4mol/L盐酸中，若再加入1000mL的氢氧化钠溶液，使得沉淀达到最大量，则需加入氢氧化钠溶液的体积为（　　）
A．0.5mol/LB．1mol/LC．1.5mol/LD．2mol/L

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