Question

12．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A、D及C、F分别是同一主族元素，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，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）1 mol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发生反应，完全反应后消耗后者的物质的量为8mol．
（2）A、C、F间可形成甲、乙两种微粒，它们均为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）单质B的燃烧热a kJ/mol．由B、C二种元素组成的化合物BC14 g完全燃烧放出b kJ热量，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^-1．
（4）工业上在高温的条件下，可以用A₂C和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1 mol A₂C和1 mol BC、2 mol A₂C和2 mol 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＞Ⅱ
B．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＞Ⅱ
D．达到平衡后A₂的体积分数：Ⅰ＜Ⅱ
E．达到平衡后吸收或放出的热量：Ⅰ=Ⅱ
F．达到平衡后体系的平均相对分子质量：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三种元素组成的化合物的溶液中构成电池，则电池负极的电极反应式是Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O．

Answer 1

分析 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；B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍，原子只能有2个电子层，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，据此解答．

解答 解：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；B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍，原子只能有2个电子层，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）E、F二种元素组成的化合物为Al₂S₃，由A、C、D三种元素组成的化合物为NaOH，Al₂S₃先发生双水解反应生成2 molAl（OH）₃和3 molH₂S，再与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO₂、Na₂SO₃，由原子守恒可知1molAl₂S₃消耗NaOH为1mol×2+3mol×2=8mol，
故答案为：8mol；
（2）A、C、F间可形成甲、乙两种微粒，它们均为负一价双原子阴离子，甲有18个电子，乙有10个电子，则甲为HS^-、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）由题意可得热化学方程式：①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-a kJ•mol^-1
②CO₂（g）═CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+2b kJ•mol^-1
由盖斯定律知，①+②可得：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-（a-2b） kJ•mol^-1，
故答案为：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-（a-2b） kJ•mol^-1；
（4）反应方程式为：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g），该反应前后的气体系数相等，因此，在容器体积相同时，按成倍的不同的起始量加入反应物，平衡不受影响，反应程度相同，为等效平衡，但速率不同，浓度大时速率快，则：
A．反应速率Ⅰ＜Ⅱ，故达到平衡所需要的时间：Ⅰ＞Ⅱ，故A正确；
B．反应程度相同，Ⅰ、Ⅱ中转化率相等，故B正确；
C．转化率相等，则达到平衡后BC的物质的量：Ⅰ＜Ⅱ，故C错误；
D．二者为等效平衡，平衡后A₂的体积分数相等，故D错误；
E．Ⅱ中参加反应的反应物的量更大，故达到平衡后吸收或放出的热量：Ⅰ＜Ⅱ，故E错误；
F．达到平衡后体系中同种组分的含量相等，则平均相对分子质量相等，故F错误，
故选：AB；
（5）用碳元素的单质与Al制成电极浸入由NaOH的溶液中构成电池，总反应为2Al+2NaOH+2H₂O═2NaA1O₂+3H₂↑，可知负极的电极反应式Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O．

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、化学平衡移动、化学计算等，综合性较强，元素的推断是解答本题的关键，（1）中注意硫化铝在水中发生的双水解反应，难度中等．