14.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C、F分别是同一主族元素,A、F两种元素的原子核中质子数之和比C、D两种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反应生成两种盐和水,完全反应后消耗后者的物质的量为 。
(2)A、C、F间可以形成甲、乙两种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 ;
(3)科学研究证明:化学反应热只与始终态有关,与过程无关。单质B的燃烧热为a kJ/mol。由B、C二种元素组成的化合物BC 14g完全燃烧放出热量b kJ,写出单质B和单质C反应生成BC的热化学方程式: ;
(4)工业上在高温的条件下,可以用A2C与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 molA2C和1mol 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。
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
(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三种元素组成化合物的溶液中构成电池,则电池负极反应式为 。
解析:依题意,F元素的原子最外层电子数为8×0.75=6,F位于第VIA族,C与F同主族,C为氧, F为硫;B的最外层电子数是内层电子数的2倍,B为碳;短周期中,原子最外层电子数等于电子层数的元素有氢、铍、铝,由原子序数大小知,E的质子数大于8,所以,E为铝。又因为质子数:Z(A)+Z(F)+2=Z(C)+Z(D),有Z(D)-Z(A)=16-8+2=10,得8<Z(D)<13,Z(D)=10+Z(A),若A为氢,则D为钠;若A为氦,则D为镁(A为主族元素,不符合要求,舍去),故A为氢,D为钠。综上所述,A为氢,B为碳,C为氧,D为钠,E为铝,F为硫。
(1)Al2S3+8 NaOH=2 NaAlO2+3 Na2S+4 H2O (2)甲为HS-,乙为OH-:HS-+OH-=S2-+H2O
(3)C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-a kJ/mol··① CO(g)+
O2(g)=CO2(g);△H= -2b kJ/mol···②
①-②得:C(s)+
O2(g)=CO(g);△H= -(a-2b) kJ/mol (4) H2O(g)+CO(g)
CO2+H2(g)
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容器 |
条件 |
H2O |
CO |
CO2 |
H2 |
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I |
恒温恒容 |
1 mol |
1 mol |
0 |
0 |
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II |
恒温恒容 |
2 mol |
2 mol |
0 |
0 |
可以将容器II看成是容器I体积压缩一半,该可逆反应是等气体分子数反应。A项,压缩I容器,浓度增大,反应加快,II的反应速率大于I的反应速率,A项正确;B项,由于等气体分子数反应,所以,加压,平衡不移动,I和II容器中水蒸汽的转化率相等,B项正确;C项,II容器中起始反应物的量是I容器的2倍,平衡时,II容器中CO的物质的量是I容器中CO的物质的量2倍(平衡不移动),C项错误;D项,I和II平衡是等效平衡,H2体积分数相等,D项错误;(5)以石墨、铝为电极,用氢氧化钠溶液作电解质溶液构成原电池,铝为负极,石墨为正极:负极反应式:发生反应过程有2Al-6e-=2Al3+,2Al3++8OH-=2AlO2-+4H2O,负电极反应式为
2Al+8OH- -6e-=2AlO2-+4H2O
答案:(1)8 mol (2) HS-+OH-=S2-+H2O
(3) C(s)+
O2(g)=CO(g);△H= -(a-2b) kJ/mol
(4)A、B (5)2Al+8OH- -6e-=2AlO2-+4H2O