题目内容

6.有A、B、C、D、E五种元素,原子序数依次增大.A是短周期中族序数等于周期数的非金属元素;B元素的原子既不易失去也不易得到电子,其基态原子中每种能级电子数相同;C元素的价电子构型为nsnnpn+1;D的最外层电子数与电子层数之比为3:1;E元素是我国最早使用的合金的主要成分元素.
(1)E元素在周期表中的位置第4周期IB族;E元素价电子排布式为3d104s1.
(2)A分别与B、C、D能形成电子总数为10的化合物,它们的沸点由高到低的顺序是H2O、NH3、CH4(写分子式).
(3)A与D形成的含有非极性键的分子的电子式为,其中中心原子的杂化方式为sp3.
(4)B、C、D三种元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>C(用元素符号表示).
(5)含有A、C、D三种元素的化合物有多种,常温下,水溶液PH>7且能抑制水电离的弱电解质是NH3•H2O,水溶液PH<7且能促进水电离的强电解质是NH4NO3,将这两种化合物按物质的量之比1:1混合于水中,所得水溶液PH=10,该溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(NH4+)>c(NO3-)>c(OH-)>c(H+).
(6)已知在25℃、101kPa下:ABC(aq)+A2D(1)=BC-(aq)+A3D+(aq)△H=+45.6kJ•mol-1
A3D+(aq)+DA-(aq)=2A2D(1)△H=-57.3kJ•mol-1
则在25℃、101kPa的稀溶液中,ABC与DA-反应的热化学方程式是(以离子方程式表示):HCN(aq)+OH-(aq)═CN-(aq)+H2O(1)△H=-11.7kJ•mol-1.

分析 A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,A是短周期中族序数等于周期数的非金属元素,则A为H元素;B元素的原子既不易失去也不易得到电子,其基态原子中每种能级电子数相同,则B为碳元素;C 元素的价电子构型为nsnnpn+1,由于s能级最多容纳2个电子,且p能级容纳电子,故n=2,则C为N元素;D 的最外层电子数与电子层数之比为3:1,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,故D为O元素;E元素是我国最早使用的合金的主要成分元素,则E为Cu,据此解答.

解答 解:A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,A是短周期中族序数等于周期数的非金属元素,则A为H元素;B元素的原子既不易失去也不易得到电子,其基态原子中每种能级电子数相同,则B为碳元素;C 元素的价电子构型为nsnnpn+1,由于s能级最多容纳2个电子,且p能级容纳电子,故n=2,则C为N元素;D 的最外层电子数与电子层数之比为3:1,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,故D为O元素;E元素是我国最早使用的合金的主要成分元素,则E为Cu.
(1)E为Cu元素,价电子排布式为3d104s1,在元素周期表中的位置:第4周期IB族,
故答案为:第4周期IB族;3d104s1;
(2)A分别与B、C、D能形成电子总数为10的化合物,分别为CH4、NH3、H2O,常温下水为液态,其它两种为气体,故水的沸点最高,而氨气分子之间存在氢键,沸点高于甲烷的,故它们的沸点由高到低的顺序是H2O、NH3、CH4,
故答案为:H2O、NH3、CH4;
(3)A与D形成的含有非极性键的分子为H2O2,电子式为,分子中O原子形成2个σ 键、含有2对孤对电子,杂化轨道数目为4,O原子的杂化方式为sp3,
故答案为:;sp3;
(4)同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,但N原子2P能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能:N>O>C,
故答案为:N>O>C;
(5)含有H、N、O三种元素的化合物有多种,常温下,水溶液PH>7且能抑制水电离的弱电解质是NH3•H2O,水溶液PH<7且能促进水电离的强电解质是NH4NO3,将这两种化合物按物质的量之比1:1混合于水中,所得水溶液pH=10,溶液呈碱性,说明一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,该溶液中离子浓度由大到小的顺序为:c(NH4+)>c(NO3-)>c(OH-)>c(H+),
故答案为:NH3•H2O;NH4NO3;c(NH4+)>c(NO3-)>c(OH-)>c(H+);
(6)已知在25℃、101kPa 下:HCN(aq)+H2O(1)═CN-(aq)+H3 O+(aq)△H=+45.6kJ•mol-1
H3 O+(aq)+OH-(aq)═2H2O(1)△H=-57.3kJ•mol-1
两热化学方程式相加可得:HCN(aq)+OH-(aq)═CN-(aq)+H2O(1)△H=-11.7kJ•mol-1
故答案为:HCN(aq)+OH-(aq)═CN-(aq)+H2O(1)△H=-11.7kJ•mol-1.

点评 本题考查结构性质位置关系综合考查,推断元素是解题关键,注意理解掌握同周期第一电离能异常原因,理解掌握利用盖斯定律进行热化学方程式书写、反应热计算等,难度中等.

练习册系列答案
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16.某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
【实验内容及记录】
实验编号室温下,试管中所加试剂及其用量/mL室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol/L
H2C2O4溶液
H2O0.2 mol/L KMnO4溶液3 mol/L
稀硫酸
13.02.03.02.04.0
22.03.03.02.05.2
31.04.03.02.06.4
请回答:
(1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是其他条件相同时,增大KMnO4浓度反应速率增大.
(2)利用实验1中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为:υ(KMnO4)=1.5×10-2mol/(L•min).
(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+) 随时间变化趋势的示意图,如图1所示.但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+) 随时间变化的趋势应如图2所示.
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究.

①该小组同学提出的假设是生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2+对该反应有催化作用).
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白.
实验编号室温下,试管中所加试剂及其用量/mL再向试管中加入少量固体室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol/L
H2C2O4溶液
H2O0.2 mol/L KMnO4溶液3 mol/L
稀硫酸
43.02.03.02.0       t
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是与实验1比较,溶液褪色所需时间短(或所用时间(t)小于4min).
18.请回答:
I.(1)将硫化钠溶液与氯化铝溶液混合,有白色沉淀和气体生成,但此沉淀不是硫化铝.写出该反应的离子反应方程式:2Al3++3S2-+6H2O═2Al(OH)3↓+3H2S↑.
(2)将NH3通过灼热的CuO,有无色无味的难溶于水的气体生成,写出该反应的化学方程式:2NH3+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N2+3H2O.
(3)CoCl2常用作多彩水泥的添加剂,可用钴的某种氧化物与盐酸反应制备(其中Co的化合价为+2、+3).现取适量这种钴的氧化物,可与480mL 5mol•L-1盐酸恰好完全反应,得到CoCl2溶液和6.72L黄绿色气体(标准状况).则该反应的化学反应方程式为Co3O4+8HCl═3CoCl2+Cl2↑+4H2O.
Ⅱ.下表给出五种元素的相关信息,其中A、B、C、D为短周期元素.根据以下信息填空:
元素相关信息
A在常温、常压下,其单质是气体,随着人类对环境的认识和要求的提高,它将成为备受青睐的清洁燃料
B工业上通过分离液态空气获得其单质,其某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障
C植物生长三要素之一,它能形成多种氧化物,其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂
D室温下其单质为淡黄色粉末状固体,加热易熔化.该单质在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰
E它在地壳中储量丰富,是人体不可缺少的微量元素之一.其单质为银白色固体,是工农业生产中不可或缺的金属材料,常用于机械制备、建筑等行业
(4)C与A形成的某一化合物能和C与B形成的另一无色化合物(这两种化合物分子中原子个数比皆为1:2)一起用作火箭助推剂,两者发生反应生成无毒物质,写出上述化学反应方程式:2N2H4+N2O4═3N2+4H2O.
(5)化合物X是元素D的最高价氧化物的水化物,X在水中的电离方程为H2SO4═2H++SO42-;常温下,E的单质与化合物X稀溶液反应生成盐Y,Y的化学式是FeSO4.化合物Z仅由元素D和E组成,Z+H2O+O2→X+Y,产物中n(X):n(Y)=1:1,写出并配平上述方程式:2FeS2+2H2O+7O2═2FeSO4+2H2SO4.
(6)盐Y受强热会发生分解反应,其气体产物由元素D的氧化物组成,请设计一个可行的定性实验,验证其气体产物中所含元素D的氧化物的组成将气体产物通入品红溶液,如果品红溶液褪色,则含有SO2,反之则无SO2.取适量吸收液于试管,滴加适量盐酸酸化,再滴加BaCl2,如有白色沉淀生成,则含有SO3,反之则无SO3.
16.硅是带来人类文明的重要元素之一,从传统材料到信息材料的发展过程中创造了许多奇迹.
(l)新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定.工业上可以采用化学气相沉积法,在H2的保护下,使SiCI4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面,写出该反应的化学方程式3SiCl4+2N2+6H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si3N4+12HCl.
(2)已知硅的熔点是1420℃,高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅.一种用工业硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物)合成氮化硅的主要工艺流程如图:

①净化N2和H2时,铜屑的作用是除去原料气中的氧气;硅胶的作用是除去生成的水蒸气.
②在氮化炉中3Si(s)+2N2(g)=Si3N4(S)△H=-727.5kJ.mol-l,开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度?该反应为放热反应,防止局部过热,导致硅熔化熔合成团,阻碍与N2的接触;体系中要通人适量的氢气是为了将体系中的氧气转化为水蒸气,而易被除去(或将整个体系中空气排尽).
③X可能是硝酸(选填“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”或“氢氟酸”).
(3)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅:

①整个制备过程必须严格控制无水无氧.SiHCl3遇水能发生剧烈反应,写出该反应的化学方程式SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl.
②假设每一轮次制备1mol纯硅,且生产过程中硅元素没有损失,反应I中HCI的利用率为90%,反应II中H2的利用率为93.750/0.则在第二轮次的生产中,补充投入HC1和H:的物质的量之比是5:1.

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