题目内容

几种短周期元素的原子半径及主要化合价见下表:
元素代号 A B C D E F
化合价 -2 -1 -2、+6 +4、-4 +3 +1
原子半径(nm) 0.074 0.099 0.102 0.117 0.143 0.186
F与E的最高价氧化物对应水化物相互反应生成盐与水,分析上表的有关数据,并结合已学过知识,请用化学用语到答下列问题.
(1)写出D元素在周期表中的位置
 
.
(2)含20克F的最高价氧化物的水化物的稀溶液与足量B的氢化物的稀溶液反应放出热量a kJ,请写出该反应的热化学反应方程式
 
.
(3)用电子式表示F2C2的形成过程
 
.
(4)BA2能与盐酸反应得到黄绿色气体,试写出化学反应方程式:
 
,B、C、F的最高价氧化物对应的水化物形成溶液,浓度均为0.1mol/L时,pH由大到小的顺序为
 
.
(5)1mol F2A2与水反应生成的溶液与1L 0.5mol/LEB3溶液反应的离子方程式为
 
.
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:在短周期元素中,A和C的化合价都有-2价,应为第ⅥA族元素,C的最高价为+6价,C应为S元素,A无正价,A应为O元素;B有-1价,处于ⅦA族,原子半径大于O原子,故B为Cl元素;D的化合价都有+4、-4价,应为ⅣA族元素,原子半径大于Cl,故D为Si元素;E有+3价,处于ⅢA族,原子半径大于Si,故E为Al,F有+1价,处于ⅠA族,F与E的最高价氧化物对应水化物相互反应生成盐与水,则F应为Na,据此解答.
解答: 解:在短周期元素中,A和C的化合价都有-2价,应为第ⅥA族元素,C的最高价为+6价,C应为S元素,A无正价,A应为O元素;D和G的化合价都有+4、-4价,应为ⅣA族元素,且D的原子半径较大,故D为Si元素、G为碳元素;B有-1价,处于ⅦA族,原子半径大于碳原子,故B为Cl元素;E有+3价,处于ⅢA族,原子半径大于Si,故E为Al,F有+1价,处于ⅠA族,F与E的最高价氧化物对应水化物相互反应生成盐与水,则F应为Na,
(1)D为Si元素,处于周期表中第三周期ⅣA族,
故答案为:第三周期ⅣA族;
(2)20gNaOH的物质的量=
20g
40g/mol
=0.5mol,与足量稀盐酸反应放出热量a kJ,则1molNaOH反应放出的热量为2a kJ,故该反应热化学方程式为:HCl(aq)+NaOH(aq)═H2O(l)+NaCl(aq)△H=-2akJ/mol,
故答案为:HCl(aq)+NaOH(aq)═H2O(l)+NaCl(aq)△H=-2akJ/mol;
(3)用电子式表示Na2S的形成过程为:,
故答案为:;
(4)ClO2能与盐酸反应得到黄绿色气体为Cl2,根据元素守恒可知还有谁生成,该反应的化学反应方程式为:8HC1+2C1O2═5C12↑+4H2O,NaOH溶液呈碱性,HClO4、H2SO4溶液呈酸性,硫酸为二元强酸,二者浓度相同,硫酸的酸性更强,故pH由大到小的顺序为NaOH>HClO4>H2SO4,
故答案为:8HC1+2C1O2═5C12↑+4H2O;NaOH>HClO4>H2SO4;
(5)1molNa2O2与水反应,根据钠原子守恒可知生成NaOH为2mol,1L 0.5mol/L AlCl3溶液中n(Al3+)=1L×0.5mol/L=0.5mol,故n(Al3+):n(OH-)=0.5mol:2mol=1:4,反应生成偏铝酸钠,反应的离子方程式为:Al3++4OH-=AlO2-+2 H2O,
故答案为:Al3++4OH-=AlO2-+2 H2O.
点评:本题考查位置结构性质关系应用,难度中等,根据化合价、原子半径确定元素是解题的关键,注意掌握元素周期律,(5)中注意根据计算确定产物.
练习册系列答案
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以甲烷(CH4)、合成气(CO和H2)、CO2、甲醇(CH3OH)、甲醛(HCHO)等为初始反应物可以反应合成一系列重要的化工原料和燃料.其中作为初始反应物的甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是
 
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”).
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K).
温 度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
由表中数据判断△H1
 
0 (填“>”、“=”或“<”).
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为
 
,此时的温度为
 
℃(从上表中选择).
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1277.0kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H3=-44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式
 
.
(3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图所示.
①该电池工作时,c口通入的物质为
 
;该电池负极的电极反应式为:
 
.
②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
 
NA个电子转移.
③若该电池通入O2的量为1L(标准状况),且反应完全,则用此电池来电解NaCl溶液(惰性电极),最多能产生Cl2的体积为
 
L(标准状况).
利用可再生能源代替石油和煤已经成为未来发展的趋势,甲醇作为重要的可再生能源具有广泛的开发和应用前景.工业上常利用反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0来合成甲醇.
(1)经研究发现在230℃~270℃时合成最为有利.为探寻合成气最合适的起始组成比,分别在230℃、250℃和270℃时进行实验,实验结果如图1.230℃的实验结果所对应的曲线是
 
(填字母); 从提高CO转化率的角度等综合分析,该温度下工业生产适宜采用的合成气组成n(H2):n(CO) 的比值范围是
 
(填字母).
A.1~1.5        B.2.5~3       C.3.5~4.5
(2)制甲醇所需要的氢气,可通过下列反应制取:H2O(g)+CO(g)?H2(g)+CO2(g)
△H<0,某温度下该反应的平衡常数K=1.回答下列问题:
①该温度下,若起始时c(CO)=2mol?L-1,c(H2O)=3mol?L-1,反应进行一段时间后,测得CO的浓度为1mol?L-1,则此时该反应v(正)
 
v(逆)(填“>”、“<”或“=”).
②若降低温度,该反应的K值将
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)甲醇是一种化工原料,工业上合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ?mol-1.
若在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器 甲 乙 丙
反应物投入量 1molCO、2molH2 1mol CH3OH 2molCO、4molH2
CH3OH的浓度(mol/L) c1 c2 c3
反应的能量变化 放出Q1 kJ 吸收Q2 kJ 放出Q3 kJ
①容器内压强P:P甲、P乙与P丙的关系是
 
(用“>”、“<”或“=”表示);
②变化的热量数值Q中,Q1 与Q2的和是
 
(填具体数值).
(4)目前,以甲醇为原料的燃料电池已经应用于工业生产.下图是甲醇燃料电池应用的示意图2,已知甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O请根据图2填写下列空白:乙池中A电极的电极反应式为
 
,甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为
 
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