Question

A、B、C、D四種短周期元素，A、B、C同周期，A的原子半徑是同周期中最大的；B、D同主族．已知D原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的3倍，C元素的單質(zhì)可以從A、B兩元素組成的化合物的水溶液中置換出B元素的單質(zhì)．
（1）C元素在周期表中的位置

 

．
（2）寫出C元素的單質(zhì)從A、B兩元素組成的化合物的水溶液中置換出B元素的單質(zhì)的離子方程式是

 

．
（3）A和D形成0.5mol化合物與足量水發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是：

 

（4）B元素的單質(zhì)在不同的條件下可以與O₂發(fā)生一系列反應(yīng)：B（s）+O₂（g）=BO₂（g）；△H=-296.8kJ?mol^-12BO₂（g）+O₂（g）?2BO₃（g）；△H=-196.6kJ?mol^-1則BO₃（g）若完全分解成B（s）時(shí)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

 

（5）氫氣是合成氨的重要原料，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
①當(dāng)合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一外界條件（不改變N₂、H₂和NH₃的量），反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示．圖中t₁ 時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是

 

．其中表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段時(shí)間是

 

．
②溫度為T℃時(shí)，將2a molH₂和a molN₂放入0.5L密閉容器中，充分反應(yīng)后測(cè)得N₂的轉(zhuǎn)化率為50%．則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：A、B、C同周期，A的原子半徑是同周期中最大的，則A在第一主族，A、B、C、D四種短周期元素，A、B、C同周期，則A、B、C在第二周期或第三周期，D原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的3倍，B、D同主族，B、D可能為第四主族或第六主族元素，C元素的單質(zhì)可以從A、B兩元素組成的化合物的水溶液中置換出B元素的單質(zhì)，即C的非金屬性比B的強(qiáng)，則A為鈉元素，B為硫元素，C為氯元素，D為氧元素，
（1）根據(jù)C元素的原子結(jié)構(gòu)判斷其在周期表中的位置，電子層數(shù)=周期數(shù)，最外層電子數(shù)=族序數(shù)；
（2）根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理書寫離子方程式；
（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式計(jì)算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；
（4）先根據(jù)方程式的加減得出1mol BO₃（g）完全分解成B（s）的方程式，根據(jù)蓋斯定律求得焓變，再寫出熱化學(xué)方程式；
（5）①根據(jù)影響平衡移動(dòng)的因素結(jié)合圖象來分析；
②利用N₂的轉(zhuǎn)化率結(jié)合三段法來計(jì)算平衡時(shí)的濃度，再利用化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式來計(jì)算．

解答： 解：A、B、C同周期，A的原子半徑是同周期中最大的，則A在第一主族，A、B、C、D四種短周期元素，A、B、C同周期，則A、B、C在第二周期或第三周期，D原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的3倍，B、D同主族，B、D可能為第四主族或第六主族元素，C元素的單質(zhì)可以從A、B兩元素組成的化合物的水溶液中置換出B元素的單質(zhì)，即C的非金屬性比B的強(qiáng)，則A為鈉元素，B為硫元素，C為氯元素，D為氧元素，
（1）因C為氯元素，其質(zhì)子數(shù)為17，電子排布中有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為7，即其位置為第三周期、第 VIIA族，故答案為：第三周期；第 VIIA族；
（2）C元素的單質(zhì)為氯氣，A、B兩元素組成的化合物為硫化鈉，它們反應(yīng)的離子方程式為S^2-+Cl₂=2Cl^-+S，故答案為：S^2-+Cl₂=2Cl^-+S；
（3）A和D形成的化合物與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則A和D形成的化合物為Na₂O₂，每摩爾Na₂O₂與水反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol，所以0.5molNa₂O₂與水反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5mol，故答案為：0.5mol；
（4）因?yàn)锽（s）+O₂（g）=BO₂（g）；△H=-296.8kJ?mol^-1 ①，2BO₂（g）+O₂（g）?2BO₃（g）；△H=-196.6kJ?mol^-1 ②，將方程式①×2+②得方程式：2B（s）+3O₂（g）=2BO₃（g）；△H=2×（-296.8kJ?mol^-1 ）+（-196.6kJ?mol^-1）=-790.2KJ/mol，所以有BO₃（g））=B（s）+3/2 O₂（g）△H=+395.1kJ?mol^-1，故答案為：BO₃（g））=B（s）+3/2 O₂（g）△H=+395.1kJ?mol^-1；
（5）①由圖象可知，t₁時(shí)正逆反應(yīng)速率都增大，則可能為加壓或升溫，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高穩(wěn)定，逆向移動(dòng)，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，與圖象不符，該反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)，加壓正向移動(dòng)，則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，與圖象符合，則應(yīng)為加壓；顯然圖象中的t₃時(shí)為升高溫度，t₁時(shí)加壓正向移動(dòng)，氨氣的含量增大，t₃時(shí)為升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，氨氣的含量降低，即t₂-t₃一段時(shí)間平衡混合物中NH₃的含量最高；故答案為：加壓； t₂-t₃；    
②2a molH₂和a molN₂放入0.5L  密閉容器中，充分反應(yīng)后測(cè)得N₂的轉(zhuǎn)化率為50%，則
             3H₂+N₂ 2NH₃
開始（mol/L）4a  2a             0
轉(zhuǎn)化         3a   a             2a
平衡         a    a            2a
則該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為K=

(2a)2

a3×a

=

4

a2

，故答案為：

4

a2

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生利用元素的位置與結(jié)構(gòu)來推斷元素，并利用元素化合物知識(shí)來解答，綜合性強(qiáng)，注重了高考的熱點(diǎn)來考查學(xué)生，有利于學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能．