Question

A、B、C、D、E、F六種短周期元素，原子序數依次增大，A和E同主族，A元素的原子半徑最小，B元素形成的化合物目前在所有元素中種類最多，D元素原子的最外層電子數是內層電子數的3倍，A元素和F元素可形成共價化合物AF，其水溶液呈酸性．
請回答下列問題：
（1）寫出下列元素的名稱：C

 

；F

 

．
（2）上述六種元素中，第一電離能量小的元素是

 

（元素符號），基態(tài)原子s軌道上所有電子數和p軌道上電子數相等的原子核外電子排布式為

 

．
（3）A單質和D單質可形成燃料電池提供電能，請寫出堿性條件下的正極電極反應式：

 

．
（4）A元素和B元素可形成自然界最簡單的有機物，常溫常壓下，4g該有機物完全燃燒可放出222.4kJ的熱量，請寫出該有機物燃燒的熱化學方程式：

 

．
（5）A、C、F可形成離子化合物G，G的水溶液呈弱酸性，請寫出G的水溶液中各離子濃度由大到小的順序：

 

．
（6）如圖所示，三個容積相同的容器①②③，若起始溫度相同，分別向三個容器中充入3molA₂和1molC₂；一定條件下反應，達到平衡時各容器中CA₃的百分含量由大到小的順序為

 

．（已知該反應△H＜0）

Answer 1

分析：A、B、C、D、E、F六種短周期元素，原子序數依次增大，B元素形成的化合物目前在所有元素中種類最多，則B為C元素；D元素原子的最外層電子數是內層電子數的3倍，D原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，則D為O元素；C原子序數介于碳與氧元素之間，則C為N元素；A和E同主族，A元素的原子半徑最小，則A為H元素，E的原子序數等于O，則E為Na；A元素和F元素可形成共價化合物AF，其水溶液呈酸性，F為-1價，處于ⅦA族，原子序數最大，則F為Cl，據此解答．

解答：解：A、B、C、D、E、F六種短周期元素，原子序數依次增大，B元素形成的化合物目前在所有元素中種類最多，則B為C元素；D元素原子的最外層電子數是內層電子數的3倍，D原子只能有2個電子層，最外層電子數為6，則D為O元素；C原子序數介于碳與氧元素之間，則C為N元素；A和E同主族，A元素的原子半徑最小，則A為H元素，E的原子序數等于O，則E為Na；A元素和F元素可形成共價化合物AF，其水溶液呈酸性，F為-1價，處于ⅦA族，原子序數最大，則F為Cl，
（1）由上述分析可知：C為氮、F為氯，故答案為：氮；氯；
（2）上述六種元素中，只有Na為金屬，其第一電離能量小，基態(tài)原子s軌道上所有電子數和p軌道上電子數相等的是碳元素，其原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，
故答案為：Na；1s²2s²2p⁴；
（3）氫氣和氧氣可形成燃料電池提供電能，正極發(fā)生還原反應，氧氣正極獲得電子，堿性條件下生成氫氧根離子，正極電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（4）H元素和C元素可形成自然界最簡單的有機物為CH₄，常溫常壓下，4g該有機物完全燃燒可放出222.4kJ的熱量，則1mol甲烷燃燒放出的熱量為222.4kJ×

1mol×16g/mol

4g

=889.6kJ，甲烷燃燒的熱化學方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（1）H=-889.6kJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（1）H=-889.6kJ/mol；
（5）H、N、Cl可形成離子化合物G為NH₄Cl，NH₄Cl的水溶液中NH₄⁺水解NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，溶液呈弱酸性，水解沉淀不大銨根離子濃度遠大于氫離子濃度，故水溶液中各離子濃度由大到小的順序：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（6）氫氣與氮氣合成氨氣為氣體體積減小的放熱反應，如圖所示，三個容積相同的容器①②③，①為恒容且溫度升高，②為恒溫恒容，③為恒溫恒壓，①的平衡可以等效為在②的平衡基礎上升高溫度，平衡向逆反應方向移動，則NH₃的百分含量②＞①，②的平衡可以等效為在③的平衡基礎上增大壓強，平衡向逆反應方向移動，則NH₃的百分含量③＞②，故NH₃的百分含量③＞②＞①，
故答案為：③＞②＞①．

點評：本題較綜合，涉及結構性質位置關系應用、核外電子排布、原電池、熱化學方程式、鹽類水解、化學平衡影響因素等，難度中等，（6）中關鍵是利用等效思想構造平衡建立的途徑便于比較．