Question

6．（Ⅰ）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C、F分别是同一主族元素，A、F两种元素的原子核中质子数之和比C、D两种元素原子核中质子数之和少2，F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍．又知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）1mol由E、F二种元素组成的化合物跟由A、C、D三种元素组成的化合物反应生成两种盐和水，完全反应后消耗后者的物质的量为8mol．
（2）A、C、F间可以形成甲、乙两种负一价双原子阴离子，甲有18个电子，乙有10个电子，则甲与乙反应的离子方程式为HS^-+OH^-=S^2-+H₂O；
（3）科学研究证明：化学反应热只与始终态有关，与过程无关．单质B的燃烧热为a kJ/mol．由B、C二种元素组成的化合物BC 14g完全燃烧放出热量b kJ，写出单质B和单质C反应生成BC的热化学方程式：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-（a-2b）kJ/mol；
（4）工业上在高温的条件下，可以用A₂C与BC反应制取单质A₂．在等体积的I、II两个密闭容器中分别充入1molA₂C和1mol BC、2mol A₂C和2mol BC．一定条件下，充分反应后分别达到平衡（两容器温度相等）．下列说法正确的是AB．
A．达到平衡所需要的时间：Ⅰ＞ⅡB．达到平衡后A₂C的转化率：Ⅰ=Ⅱ
C．达到平衡后BC的物质的量：Ⅰ＞ⅡD．达到平衡后A₂的体积分数：Ⅰ＜Ⅱ
（5）用B元素的单质与E元素的单质可以制成电极浸入由A、C、D三种元素组成化合物的溶液中构成电池，则电池负极反应式为2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+4H₂O．
（Ⅱ）A、B、C、D、E、F是短周期元素组成的中学常见的物质，他们的转化关系如图所示（部分反应条件略去）：
（1）若所有转化都是非氧化还原反应，B、D、E含有同种金属元素，F为强碱（部分产物略去），则B+D→E的离子方程式为Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，C为同周期元素构成的1：1型化合物，则C的电子式为．
（2）若ADF为单质，BCE为化合物，B为两种非金属元素所组成的化合物，则E的化学式为CO．A+B→C+D的化学方程式为2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．

Answer 1

分析 （Ⅰ）．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，F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍，则次外层电子为8，最外层电子数为6，则F为S元素，C、F是同一主族元素，则C为O元素；由B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍，内层电子数为2，则最外层电子数为4，所以B为C元素；E元素的最外层电子数等于其电子层数，则为第三周期第ⅢA族，即E为Al元素；A、F两元素的原子核中质子数之和比C、D两元素原子核中质子数之和少2，则A、D的质子数相差10，故A为H元素，D为Na元素；
（Ⅱ）．（1）F为强碱（部分产物略去），则F为NaOH，若所有转化都是非氧化还原反应，B、D、E含有同种金属元素，结合转化关系可知，B为NaAlO₂，D为AlCl₃，E为Al（OH）₃，A为HCl，C为NaCl；
（2）若A、D、F为单质，B、C、E为化合物，B为两种非金属元素所组成的化合物，反应A+B→C+D属于置换反应，D应为非金属单质，Mg与二氧化碳的反应符合，结合转化关系可知，A为Mg，B为CO₂，C为MgO，D为碳，F为O₂，E为CO．

解答 解：（Ⅰ）．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，F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍，则次外层电子为8，最外层电子数为6，则F为S元素，C、F是同一主族元素，则C为O元素；由B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍，内层电子数为2，则最外层电子数为4，所以B为C元素；E元素的最外层电子数等于其电子层数，则为第三周期第ⅢA族，即E为Al元素；A、F两元素的原子核中质子数之和比C、D两元素原子核中质子数之和少2，则A、D的质子数相差10，故A为H元素，D为Na元素，
（1）1molAl₂S₃与NaOH溶液反应，先和水反应生成2molAl（OH）₃、3molH₂S，再发生反应：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，H₂S+2NaOH=Na₂S+2H₂O，则消耗NaOH的物质的量为2mol+6mol=8mol，
故答案为：8mol；
（2）A、C、F间可以形成甲、乙两种负一价双原子阴离子，甲有18个电子，则甲为HS^-，乙有10个电子，则乙为OH^-，甲与乙反应的离子方程式为HS^-+OH^-=S^2-+H₂O，
故答案为：HS^-+OH^-=S^2-+H₂O；
（3）单质B的燃烧热akJ/mol，则C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-akJ/mol①，
BC 14g完全燃烧放出bkJ热量，则CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-2bkJ/mol①，
由盖斯定律可知，①-②可得C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-（a-2b）kJ/mol，
故答案为：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-（a-2b）kJ/mol；
（4）工业上在高温的条件下，可以用H₂O与CO反应制取单质H₂，反应为H₂O（g）+CO（g）?H₂（g）+CO₂（g），
A．由于Ⅱ的压强大于Ⅰ，反应速率快，所以达到平衡所需要的时间：Ⅰ＞Ⅱ，故A正确；
B．由于该反应为前后气体体积相等，压强对该平衡没有影响，所以ⅠⅡ为等效平衡，达到平衡后A₂C的转化率：Ⅰ=Ⅱ，故B正确；
C．由于Ⅱ的各物质的物质的量是Ⅰ的两倍，达到平衡后BC的物质的量：Ⅰ＜Ⅱ，故C错误；
D．由于该反应为前后气体体积相等，压强对该平衡没有影响，所以ⅠⅡ为等效平衡，达到平衡后A₂的体积分数：Ⅰ=Ⅱ，故D错误，
故选AB；
（5）碳单质与Al的单质制成电极浸入由NaOH溶液中构成电池，发生2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，Al失去电子，化合价升高，则Al为负极，电极反应为2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+4H₂O，
故答案为：2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+4H₂O．
（Ⅱ）．（1）F为强碱（部分产物略去），则F为NaOH，若所有转化都是非氧化还原反应，B、D、E含有同种金属元素，结合转化关系可知，B为NaAlO₂，D为AlCl₃，E为Al（OH）₃，A为HCl，C为NaCl，
B+D→E的离子方程式为：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，C的电子式为，
故答案为：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；；
（2）若A、D、F为单质，B、C、E为化合物，B为两种非金属元素所组成的化合物，反应A+B→C+D属于置换反应，D应为非金属单质，Mg与二氧化碳的反应符合，结合转化关系可知，A为Mg，B为CO₂，C为MgO，D为碳，F为O₂，E为CO，A+B→C+D的化学方程式为：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C，
故答案为：CO；2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．

点评 本题考查位置结构性质的关系、原电池原理、热化学方程式书写等常用化学用语、化学计算，综合性较强，元素的推断是解答本题的关键，Ⅰ（4）中注意硫化铝在水中发生的双水解反应，难度较大．