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13.A、B、C、D为短周期元素,核电荷数依次增大,且A、B、C三种元素的原子核外电子层数之和为5.已知A是原子结构最简单的元素,B元素原子最外层上的电子数是其电子层数的2倍,A和C之间可形成A2C和A2C2两种化合物.D在同周期主族元素中原子半径最大,请回答下列问题.
(1)C元素在元素周期表中的位置是第二周期第VIA族; D的离子结构示意图.
(2)用电子式表示化合物BC2的形成过程.
(3)在恒温下,体积为2L的恒容容器中加入一定量的B单质和1molA2C蒸汽,发生:B(s)+A2C(g)?BC(g)+A2(g).2min后,容器的压强增加了20%,则2min内A2C的反应速率为0.05mol/(L•min).一段时间后达到平衡,下列说法正确的是CE.
A.增加B单质的量,反应速率加快
B.恒温恒容时在该容器中通入Ar,反应速率加快
C.气体的密度不再变化可以判断该反应达到了平衡
D.2min时,A2C的转化率为80%
E.气体的平均摩尔质量不变时,该反应达到平衡
(4)BC与C2在DCA溶液中可形成一种燃料电池.该电池的负极反应式为CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O.
(5)D与C能形成化学式为D2C2的化合物,D2C2属于强电解质(填:非、强、弱),D2C2中化学键有离子键、共价键;将0.2mol D2C2投入到含有0.1mol FeCl2的水溶液中充分反应,反应的总的化学方程式为8Na2O2+4FeCl2+H2O═4Fe(OH)3↓+8NaOH+8NaCl+3O2↑.

分析 A、B、C、D为短周期元素,核电荷数依次增大,A是原子结构最简单的元素,故A为氢,属于第一周期,A、B、C三种元素的原子核外电子层数之和为5,故B、C只能处于第二周期,B元素原子最外层上的电子数是其电子层数的2倍,最外层电子数为4,则B为碳元素,A和C之间可形成A2C和A2C2两种化合物,故C为氧元素;D在同周期主族元素中原子半径最大,处于IA族,原子序数大于氧,故D为Na.

解答 解:A、B、C、D为短周期元素,核电荷数依次增大,A是原子结构最简单的元素,故A为氢,属于第一周期,A、B、C三种元素的原子核外电子层数之和为5,故B、C只能处于第二周期,B元素原子最外层上的电子数是其电子层数的2倍,最外层电子数为4,则B为碳元素,A和C之间可形成A2C和A2C2两种化合物,故C为氧元素;D在同周期主族元素中原子半径最大,处于IA族,原子序数大于氧,故D为Na.
(1)C为氧元素,在元素周期表中的位置是第二周期第VIA族,D为Na,离子结构示意图为,
故答案为:第二周期第VIA族;;
(2)BC2为CO2,二氧化碳为共价化合物,碳与氧之间形成两对共价键,二氧化碳的形成过程为:,
故答案为:;
(3)设转化的水的物质的量为amol,则
                   C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)
开始(mol):1                0           0
转化(mol):a                a            a
平衡(mol):1-a             a             a
2min后容器的压强增加了20%,则1mol×(1+20%)=1+a,解a=0.2,故2min内H2O的反应速率为$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{2min}$=0.05mol/(L•min),
A.增加固体单质的量,不会影响化学反应速率,故A错误;
B.恒温恒容时在该容器中通入Ar,不改变反应中各种物质的浓度,故化学反应速率不变,故B错误;
C.随反应过程中,混合气体的质量增大,容器体积不变,混合气体密度增大,密度不再变化可以判断该反应达到了平衡,故C正确;
D.2min时,H2O的转化率为$\frac{0.2mol}{1mol}$×100=20%,故D错误;
E.1mol水反应得到1molCO、1mol氢气,生成物的平均相对分子质量为15,故混合气体中平均相对分子质量减小,平均相对分子质量不变说明到达平衡,故E正确,
故答案为:0.05mol/(L•min);CE;
(4)CO燃烧生成二氧化碳,二氧化碳与碱反应生成碳酸根,负极发生氧化反应,故燃料电池的负极反应为:CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O,
故答案为:CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O;
(5)D与C形成化学式为Na2O2的化合物,属于强电解质,Na2O2中化学键有离子键、共价键,将0.2mol Na2O2投入到含有0.1mol FeCl2的水溶液中充分反应,过氧化钠反应得到0.4molNaOH、0.1mol氧气,0.1mol FeCl2反应消耗0.2molNaOH得到0.1mol Fe(OH)2,剩余0.2molNaOH,0.1mol Fe(OH)2转化为0.1mol Fe(OH)3消耗氧气为$\frac{0.1mol}{4}$=0.025mol,则属于0.075mol氧气,反应的总的化学方程式为:8Na2O2+4FeCl2+H2O═4Fe(OH)3↓+8NaOH+8NaCl+3O2↑,
故答案为:强;离子键、共价键;8Na2O2+4FeCl2+H2O═4Fe(OH)3↓+8NaOH+8NaCl+3O2↑.

点评 本题与元素推断为载体,考查结构性质位置关系应用、电子式与方程式等常用化学用语、化学平衡有关计算、原电池、化学计算等,水对基础知识的综合考查,需要学生具备扎实的基础.

练习册系列答案
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