(2014·海口检测)在A、B、C、D、E五种短周期元素中，A、B、C三种元素的原子序数依次增大，A、C都能与B按原子个数比为1∶1或2∶1形成化合物，但常温时A、B形成的化合物呈液态，C、B形成的化合物呈固态。D的原子最外层电子数最多，E的核电荷数最大，D与E能形成气态物质ED4。
3．几个重要关系式
①核外电子层数＝周期数(对于大部分元素来说)；
②主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|
③|最高正价|－|最低负价|＝
短周期元素A、B、C的原子序数依次增大，其原子的最外层电子数之和为10，A与C在周期表中位置上下相邻，B原子最外层电子数等于A原子次外层电子数，下列有关叙述不正确的是( )
A．A与C可形成共价化合物
B．A的氢化物的稳定性大于C的氢化物的稳定性
C．原子半径A<B<C
D．B的氧化物的熔点比A的氧化物的熔点高
[解析] A与C在周期表中位置上下相邻，A、C同主族，且A在第二周期，B原子最外层电子数等于A原子次外层电子数，B为镁，据A、B、C三原子的最外层电子数之和为10，则A为碳，C为硅，A与C可形成共价化合物SiC，CH4的稳定性大于SiH4的，MgO为离子晶体，A的氧化物为分子晶体，MgO的熔点高。原子半径B>C>A。
[答案] C
W、X、Y、Z均为短周期元素，W的最外层电子数与核外电子总数之比为7∶17；X与W同主族；Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半；Z与W位于同周期，它们能形成ZW型离子化合物，下列判断正确的是( )
A．氢化物的稳定性：HnX＜HnW
B．原子序数：W＞Y＞Z＞X
C．离子的还原性：X＞W
D．原子半径：Y＞Z＞X
[解析] 依题意知，W为Cl；X与W同主族，则X为F；F与Cl的原子序数之和为26，则Y为Al，Z与W(Cl)都在第3周期，且它们形成ZW型离子化合物，则Z为Na。即它们在周期表的相对位置为：
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F(X) |
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Na(Z) |
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Al(Y) |
…… |
Cl(W) |
逐项分析：A应为HnX＞HnW，A错，B正确；C应为：X＜W，C错；D应为Z＞Y＞X，D错。
[答案] B
2．根据核外电子的排布规律
(1)最外层电子规律
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最外层电子数(N) |
3≤N<8 |
N＝1或2 |
N>次外层电子数 |
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元素在周期表中的位置 |
主族 |
第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦 |
第二周期 |
(2)“阴三阳四”规律
某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期。若为阳离子，则位于第四周期。
(3)“阴上阳下”规律
电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴上阳下”规律。
2．科学研究发现纳米Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。
Ⅰ.下表为制取Cu2O的四种方法：
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方法① |
用碳粉在高温条件下还原CuO |
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方法② |
电解法，反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑ |
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方法③ |
用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2悬浊液 |
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方法④ |
用葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]还原新制的Cu(OH)2悬浊液 |
(1)工业上常用方法②和方法③制取Cu2O，而很少用方法①，其原因是_____________________。
(2)已知：2Cu(s)＋O2(g)===Cu2O(s) ΔH＝－169 kJ·mol－1，C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1，Cu(s)＋O2(g)===CuO(s) ΔH＝－157 kJ·mol－1，则方法①发生的反应为2CuO(s)＋C(s)===Cu2O(s)＋CO(g) ΔH＝______kJ·mol－1。
(3)方法②采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度来制备纳米Cu2O，装置如图所示，该电池的阳极反应式为_____。
(4)方法③为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2悬浊液来制备纳米Cu2O，同时放出N2，该制法的化学反应方程式为_________________________。
(5)方法④的化学反应方程式为___________________________________。
Ⅱ.用制得的Cu2O进行催化分解水的实验。
(6)一定温度下，在2 L密闭容器中加入纳米Cu2O并通入0.10
mol水蒸气，发生反应：2H2O(g) 
2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋484
kJ·mol－1，不同时段产生O2的量见下表：
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时间/min |
20 |
40 |
60 |
80 |
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n(O2)/mol |
0.001
0 |
0.001
6 |
0.002
0 |
0.002
0 |
前20 min的反应速率v(H2O)＝__________，该反应的平衡常数表达式K＝__________，达平衡时，至少需要吸收的光能为________kJ(保留两位有效数字)。
(7)用以上四种方法制得的Cu2O在某相同条件下分别催化分解水，产生氢气的速率v随时间t变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是________(填序号)。
A．③④方法制得的Cu2O催化效率相对较高
B．④方法制得的Cu2O作催化剂时，水的平衡转化率最高
C．催化效果与Cu2O颗粒的大小、表面活性等有关
D．Cu2O催化分解水时，需要适宜的温度
[解析] 本题通过物质的制备，考查反应的热效应、电化学等知识。
(1)方法①中高温浪费能源，更重要的是反应可能产生铜单质，从而造成产物不纯。
(2)把所给三个方程式标注为a、b、c，根据盖斯定律用化学方程式叠加法：a＋b－c×2，即可得出反应：2CuO(s)＋C(s)===Cu2O(s)＋CO(g) ΔH＝＋34.5 kJ·mol－1。
(3)电解池的阳极发生氧化反应，铜失去电子转化为Cu2O，电极反应式为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，这里是碱性介质，不能写成2Cu－2e－＋H2O===Cu2O＋2H＋。
(4)反应的方程式为4Cu(OH)2＋N2H42Cu2O↓＋N2↑＋6H2O。
(5)方法④的化学反应方程式为CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH＋Cu2O↓＋2H2O。
(6)由题可得v(H2O)＝2v(O2)＝2×0.001 0 mol÷2 L÷20 min＝5.0×10－5 mol·L－1·min－1，在这里通过计算氧气表示的化学反应速率再转换成水表示的化学反应速率，比直接用水计算简便得多。平衡时产生氧气0.0020 mol，需要吸收的光能为0.002 0 mol×484 kJ·mol－1＝0.968 kJ≈0.97 kJ，注意题目中要求的有效数字是两位。
(7)催化剂只能影响化学反应速率而不能改变转化率，故B选项错误。
[答案] Ⅰ.(1)反应不易控制，易还原产生Cu，从而导致产物不纯，且高温浪费能源
(2)＋34.5
(3)2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O
(4)4Cu(OH)2＋N2H42Cu2O↓＋N2↑＋6H2O
(5)CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2
CH2OH(CHOH)4COOH＋Cu2O↓＋2H2O
Ⅱ.(6)5.0×10－5 mol·L－1·min－1 
0.97 (7)ACD
(2013·新课标全国卷Ⅰ)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：