Question

有A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素，他们的原子序数依次增大，B与A能以原子个数1：1、1：2、1：3或1：4等比值组成多种常见化合物；C、D两元素组成的化合物是形成大气中光化学烟雾的重要物质；E与A位于同一主族；F元素的单质在室温下，冷的浓硫酸或空气中表面都能生成致密的氧化膜；G是同周期主族元素中半径最小的．请根据题意填写下列空白：
（1）E、F、G三种原子中，离子半径最小的元素在周期表中的位置

 

．
（2）A与B以原子个数1：1形成的一种最简单的分子甲，甲可以作为燃料．已知：
①甲的燃烧热为1300kJ?mol^-1；②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ?mol^-1则甲不完全燃烧生成一氧化碳和液态水时的热化学方程式为

 

．
（3）在容积不变的密闭容器中进行如下反应：3A₂（g）+C₂（g）?2CA₃（g） 达到平衡状态；改变条件，达到新平衡状态时，体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍，则下列叙述正确的是

 

（填序号）．
A．平衡不发生移动              
B．平衡向逆反应方向移动
C．NH₃的质量分数增加          
D．正反应速率增大、逆反应速率减小
（4）乙、丙是上述某两种元素的最高价氧化物的水化物，且乙+丙→丁+H₂O．若丁的水溶液呈碱性，则丁的化学式是

 

．
（5）质子（H⁺）交换膜燃料电池（PEMFC）是一种新型燃料电池，请写出BA₃DA作为燃料时正极的电极反应式

 

．
（6）航天飞机曾用E的粉末和高氯酸铵（NH₄ClO₄）的混合物作为固体燃料．加热E粉末使其氧化并放出大量热量，促使高氯酸铵分解而产生巨大的推动力．已知a mol高氯酸铵分解时除产生2a mol水蒸气和a mol氧气外，其他组成元素均以单质形式放出．请写出高氯酸铵分解的化学方程式：

 

，每生成1mol氧气，转移的电子数目是

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素，他们的原子序数依次增大，B与A能以原子个数1：1、1：2、1：3或1：4等比值组成多种常见化合物，则A为H元素、B为碳元素；C、D两元素组成的化合物是形成大气中光化学烟雾的重要物质，则C为N元素、D为O元素；E与A位于同一主族，E原子序数大于氧元素，故E为Na；F元素的单质在室温下，冷的浓硫酸或空气中表面都能生成致密的氧化膜，则F为Al；G是同周期主族元素中半径最小的，则G为Cl．
（1）Na、Al、Cl三种原子中，离子半径最小的元素为Al；
（2）A与B以原个数1：1形成的一种最简单的分子甲为C₂H₂，书写乙炔燃烧的化学方程式，再根据盖斯定律书写目标热化学方程式；
（3）在容积不变的密闭容器中进行如下反应：3H₂（g）+N₂（g）?2NH₃（g） 达到平衡状态，改变条件，达到新平衡状态时，体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍，平衡常数减小，平衡向逆反应方向移动，反应混合物中各组分的物质的量比例不变，故氨气的质量分数不变，由于到达平衡状态，正、逆反应速率相等；
（4）乙、丙是上述某两种元素的最高价氧化物的水化物，且乙+丙→丁+H₂O．若丁的水溶液呈碱性，则乙为氢氧化铝、丙为氢氧化钠，丁是NaAlO₂；
（5）质子（H⁺）交换膜燃料电池（PEMFC）是一种新型燃料电池，CH₃OH作为燃料时，正极为氧气获得电子酸性条件下生成水；
（6）a mol高氯酸铵分解时除产生2a mol水蒸气和a mol氧气外，其他组成元素均以单质形式放出，则生成氯气、氮气，配平书写高氯酸铵分解的化学方程式，反应中只有Cl元素化合价降低，由+7价降低为0价，计算生成氯气的物质的量，根据Cl元素化合价变化计算转移电子数目．

解答： 解：A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素，他们的原子序数依次增大，B与A能以原子个数1：1、1：2、1：3或1：4等比值组成多种常见化合物，则A为H元素、B为碳元素；C、D两元素组成的化合物是形成大气中光化学烟雾的重要物质，则C为N元素、D为O元素；E与A位于同一主族，E原子序数大于氧元素，故E为Na；F元素的单质在室温下，冷的浓硫酸或空气中表面都能生成致密的氧化膜，则F为Al；G是同周期主族元素中半径最小的，则G为Cl．
（1）Na、Al、Cl三种原子中，离子半径最小的元素为Al，在周期表中的位置是：第三周期ⅢA族，
故答案为：第三周期ⅢA族；
（2）A与B以原个数1：1形成的一种最简单的分子甲为C₂H₂，
①甲的燃烧热为1300kJ?mol^-1，则：C₂H₂（g）+

5

2

O₂（g）=2CO₂（g）+H₂O（l）△H=-1300kJ?mol^-1，
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ?mol^-1
①-②得：C₂H₂（g）+

3

2

O₂（g）=2CO（g）+H₂O（l）△H=-734 kJ?mol^-1，
故答案为：C₂H₂（g）+

3

2

O₂（g）=2CO（g）+H₂O（l）△H=-734 kJ?mol^-1；
（3）在容积不变的密闭容器中进行如下反应：3H₂（g）+N₂（g）?2NH₃（g） 达到平衡状态，改变条件，达到新平衡状态时，体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍，平衡常数减小，平衡向逆反应方向移动，反应混合物中各组分的物质的量比例不变，故氨气的质量分数不变，由于到达平衡状态，正、逆反应速率相等，
故选：B．
（4）乙、丙是上述某两种元素的最高价氧化物的水化物，且乙+丙→丁+H₂O．若丁的水溶液呈碱性，则乙为氢氧化铝、丙为氢氧化钠，丁是NaAlO₂，
故答案为：NaAlO₂；
（5）质子（H⁺）交换膜燃料电池（PEMFC）是一种新型燃料电池，CH₃OH作为燃料时，正极为氧气获得电子酸性条件下生成水，正极的电极反应式为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，
故答案为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
（6）a mol高氯酸铵分解时除产生2a mol水蒸气和a mol氧气外，其他组成元素均以单质形式放出，则生成氯气、氮气，高氯酸铵分解的化学方程式为：2NH₄ClO₄

△   .

N₂↑+4H₂O+Cl₂↑+2O₂↑，反应中只有Cl元素化合价降低，由+7价降低为0价，每生成1mol氧气，则生成0.5mol氯气，转移的电子数目是0.5mol×2×7×6.02×10²³mol^-1=4.214×10²⁴，
故答案为：2NH₄ClO₄

△   .

N₂↑+4H₂O+Cl₂↑+2O₂↑；4.214×10²⁴．

点评：本题比较综合，涉及元素化合物推断、热化学方程式书写、电极反应式、氧化还原反应等，难度中等，推断元素是解题关键，需要学生具备扎实的基础，侧重学生对基础知识迁移运用能力考查．