Question

18．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素，其中仅含有一种金属元素，A和D最外层电子数相同；B、C和E在周期表中相邻，且C、E同主族．B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数，A和C可形成两种常见的液态化合物．
请回答下列问题：
（1）C、D、E三种原子对应的离子半径由大到小的顺序是S^2-＞O^2-＞Na⁺ （填具体离子符号）；由A、B、C三种元素按4：2：3组成的化合物所含的化学键类型属于离子键、共价键．
（2）用某种废弃的金属易拉罐与A、C、D组成的化合物溶液反应，该反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（3）A、C两元素的单质与熔融K₂CO₃，组成的燃料电池，其负极反应式为H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O，用该电池电解1L1mol/LNaCl溶液，当消耗标准状况下1.12LA₂时，NaCl溶液的PH=13 （假设电解过程中溶液的体积不变）．
（4）可逆反应2EC₂（气）+C₂（气）?2EC₃（气）在两个密闭容器中进行，A容器中有一个可上下移动的活塞，B容器可保持恒容（如图所示），若在A、B 中分别充入1molC₂和2molEC₂，使V（A）=V（B），在相同温度下反应，则：①达平衡所需时间：t（A）＜t（B）（填＞、＜、二，或：无法确定，下同）．平衡时 EC₂的转化率：a（A ）＞a（B ）．
（5）欲比较C和E两元素的非金属性相对强弱，可采取的措施有cd（填“序号”）．
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．比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
d．比较这两种元素的单质与氢气化合的难易．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素，其中仅含有一种金属元素，A和C可形成两种常见的液态化合物，则A为H元素、C为O元素，二者形成的液态化合物为H₂O、H₂O₂，A和D最外层电子数相同，二者同主族，结合原子序数可知，D为Na；B、C和E在周期表中相邻，且C、E同主族，B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数，则B、C最外层电子数分别为5、6，可推知B为N元素、C为O元素、E为S元素，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素，其中仅含有一种金属元素，A和C可形成两种常见的液态化合物，则A为H元素、C为O元素，二者形成的液态化合物为H₂O、H₂O₂，A和D最外层电子数相同，二者同主族，结合原子序数可知，D为Na；B、C和E在周期表中相邻，且C、E同主族，B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数，则B、C最外层电子数分别为5、6，可推知B为N元素、C为O元素、E为S元素．
（1）电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小，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-＞O^2-＞Na⁺；
由H、N、O三种元素按 4：2：3组成的化合物为NH₄NO₃，含有离子键、共价键，
故答案为：S^2-＞O^2-＞Na⁺；离子键、共价键；
（2）H、O、Na组成的化合物为NaOH，废弃的金属易拉罐含有Al，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）氢气、氧气与熔融K₂CO₃，组成的燃料电池，氢气在负极放电，在熔融碳酸钾条件下生成二氧化碳与水，电解反应式为：H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O；
用该电池电解1L1mol/LNaCl溶液，当消耗标准状况下1.12LH₂时，氢气的物质的量=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，生成的NaOH物质的量=0.05mol×2=0.1mol，故n（OH^-）=0.1mol/L，则c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$mol/L=10^-13mol/L，故l溶液的pH=-lg10^-13=13，
故答案为：H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O；13；
（4）可逆反应2EC₂（气）+C₂（气）?2EC₃（气）在两个密闭容器中进行，A容器中有一个可上下移动的活塞，B 容器可保持恒容 （如图所示），若在 A、B 中分别充入lmolC₂ 和2molEC₂，使V（A ）=V（ B ），在相同温度下反应，则：A中压强不变，B中压强减小，故A反应速率更快，达平衡所需时间更短，故t（A）＜t（B）；A中的压强更高，增大压强平衡向正反应反应移动，平衡时 EC₂ 的转化率更高，故：a（ A ）＞a（ B ），
故答案为：＜；＞；
（5）a．沸点属于物理性质，不能比较元素的非金属性强弱，故a错误；
b．单质的状态属于物理性质，不能比较元素的非金属性强弱，故b错误；
c．气态氢化物的稳定性，元素的非金属性越强，可以利用氢化物稳定性比较，故c正确；
d．元素的单质与氢气化合的越容易，单质越活泼，元素的非金属性越强，故d正确；
故答案为：cd．

点评 本题比较综合，以元素推断为载体考查结构与位置关系、半径比较、晶体类型与化学键、原电池、化学计算、化学平衡移动、非金属性比较等，推断元素是解题的关键，需要学生对知识全面掌握．