Question

1．現(xiàn)有部分短周期元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如表：

元素編號	元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)
A	原子序數(shù)最小的元素
B	最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍
C	最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多3
D	單質(zhì)的一種同素異形體是保護地球地表環(huán)境的重要屏障
E	最高正化合價為+7
F	第3周期元素原子半徑 最大

（1）寫出由A、D二元素所形成的原子個數(shù)比為1：1的化合物的電子式；
（2）寫出E單質(zhì)與水反應(yīng)的離子方程式Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO；
（3）在101kPa下，BA₄（g）、A₂（g）、B（s）的燃燒熱分別為：△H₁=-890.3kJ/mol、△H₂=-285.8kJ/mol和△H₃=-393.5kJ/mol，則反應(yīng)B（s）+2A₂（g）=BA₄（g）的熱化學方程式為C（s）+2H₂（g）=CH₄（g）△H=-74.8kJ•mol ^-1，
（4）C的一種氫化物甲核外有18個電子，發(fā)射衛(wèi)星時可用它作為燃料，用C₂D₄為氧化劑，甲（l）+C₂D₄（l）-C₂（g）+A₂D（g）
已知4g甲在上述反應(yīng)中放出71kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學方程式2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1136KJ/mol．
（5）BA₄為燃料可設(shè)計成結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染的燃料電池，其工作原理如圖所示，則a是CH₄氣體，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=2CO₃^2-+7H₂O；通入b氣體的電極是正極，電極反應(yīng)式為4H₂O+2O₂+8e^-=8OH^-．

Answer 1

分析 短周期元素中，A是原子序數(shù)最小的元素，則A為H元素；B元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8，故原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，故B為碳元素；C元素原子最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多3，原子也有2個電子層，最外層電子數(shù)為5，故C為N元素；D單質(zhì)的一種同素異形體是保護地球地表環(huán)境的重要屏障，則D為O元素；E元素的最高正化合價為+7，則E為Cl；F是第3周期元素原子半徑 最大元素，則F為Na．

解答 解：短周期元素中，A是原子序數(shù)最小的元素，則A為H元素；B元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8，故原子只能有2個電子層，最外層電子數(shù)為4，故B為碳元素；C元素原子最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多3，原子也有2個電子層，最外層電子數(shù)為5，故C為N元素；D單質(zhì)的一種同素異形體是保護地球地表環(huán)境的重要屏障，則D為O元素；E元素的最高正化合價為+7，則E為Cl；F是第3周期元素原子半徑 最大元素，則F為Na．
（1）由A、D二元素所形成的原子個數(shù)比為1：1的化合物為H₂O₂，電子式為，
故答案為：；
（2）E單質(zhì)為氯氣，與水反應(yīng)的離子方程式：Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO，
故答案為：Cl₂+H₂O=H⁺+Cl^-+HClO；
（3）CH₄（g）、H₂（g）、碳（s）的燃燒熱分別為：△H₁=-890.3kJ/mol、△H₂=-285.8kJ/mol和△H₃=-393.5kJ/mol，可得熱化學方程式：
①．CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3kJ/mol
②.2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-571.6kJ/mol
③．C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，③+②-①可得：C（s）+2H₂（g）=CH₄（g）△H=-74.8kJ•mol ^-1，
故答案為：C（s）+2H₂（g）=CH₄（g）△H=-74.8kJ•mol ^-1；
（4）C的一種氫化物甲核外有18個電子，甲為N₂H₄，用N₂O₄為氧化劑，發(fā)生反應(yīng)：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g），4gN₂H₄在上述反應(yīng)中放出71kJ的熱量，則2molN₂H₄反應(yīng)放出的熱量為：71kJ×$\frac{2mol×32g/mol}{4g}$=1136kJ，故熱化學方程式為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1136KJ/mol，
故答案為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1136KJ/mol；
（5）由圖可知，通入氣體a的一端發(fā)生氧化反應(yīng)，故a為甲烷，該極為負極，甲烷失去電子，堿性條件下生成碳酸根離子與水，負極電極反應(yīng)式為：CH₄+10OH^--8e^-=2CO₃^2-+7H₂O，通入b為氧氣，為正極，獲得電子，堿性條件下生成氫氧根離子，正極電極反應(yīng)式為：4H₂O+2O₂+8e^-=8OH^-，
故答案為：CH₄；CH₄+10OH^--8e^-=2CO₃^2-+7H₂O；正；4H₂O+2O₂+8e^-=8OH^-．

點評 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，涉及電子式、離子方程式、熱化學方程式、原電池原理及電極反應(yīng)式書寫，是對學生綜合能力的考查，難度中等．