Question

A、B、C、D、E、F、G、H八種元素分布在三個不同的短周期，它們的原子序數(shù)依次增大，其中B、C、D為同一周期，A與E、B與G、D與H分別為同一主族，C、D、F三種元素的原子序數(shù)之和為28，F(xiàn)的質(zhì)子數(shù)比D多5，D的最外層電子數(shù)是F的2倍，C和D的最外層電子數(shù)之和為11．請回答下列問題：
（1）以上八種元素中非金屬所形成的最簡單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性最弱的是（填化學式）

 

，E、F、H所形成的簡單離子的半徑由大到小的順序為（用離子符號表示）

 

＞

 

＞

 

．
（2）一定條件下，A的單質(zhì)與C的單質(zhì)充分反應可生成氣體W，W的結(jié)構(gòu)式為

 

由A、D兩元素可以組成X、Y兩種化合物，X在一定條件下可以分解生成Y，X的電子式為

 

．固體化合物E₂D₂與化合物E₂H的水溶液按物質(zhì)的量之比1：1反應生成單質(zhì)H的離子方程式為：

 

．
（3）G是非金屬元素，其單質(zhì)在電子工業(yè)中有重要應用，請寫出G的最高價氧化物與B的單質(zhì)在高溫下發(fā)生置換反應的化學反應方程式：

 

．
（4）在10L的密閉容器中，通入2mol HD₂氣體和1mol D₂氣體，一定溫度下反應后生成HD₃氣體，當反應達到平衡時，D₂的濃度為0.01mol?L^-1，同時放出約177kJ的熱量，則平衡時HD₂的轉(zhuǎn)化率為

 

；該反應的熱化學方程式為

 

；此時該反應的平衡常數(shù)K=

 

．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：A、B、C、D、E、F、G、H八種元素分布在三個不同的短周期，它們的原子序數(shù)依次增大，則A為氫元素；A與E同一主族，E原子序數(shù)比A至少大4，可推知E為Na；B、C、D為同一周期，應處于第二周期，E、F、G、H都處于第三周期，令F的最外層電子數(shù)為x，其質(zhì)子數(shù)為10+x，則D原子最外層電子數(shù)為2x，質(zhì)子數(shù)為2+2x，由于F的質(zhì)子數(shù)比D多5，則有：10+x-（2-2x）=5，解得x=3，故F為Al、D為O，C、D、F三種元素的原子序數(shù)之和為28，則C的原子序數(shù)=28-8-13=7，故C為N；D與H分別為同主族，則H為S；B與G同主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，處于ⅣA族，故B為C、G為Si，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E、F、G、H八種元素分布在三個不同的短周期，它們的原子序數(shù)依次增大，則A為氫元素；A與E同一主族，E原子序數(shù)比A至少大4，可推知E為Na；B、C、D為同一周期，應處于第二周期，E、F、G、H都處于第三周期，令F的最外層電子數(shù)為x，其質(zhì)子數(shù)為10+x，則D原子最外層電子數(shù)為2x，質(zhì)子數(shù)為2+2x，由于F的質(zhì)子數(shù)比D多5，則有：10+x-（2-2x）=5，解得x=3，故F為Al、D為O，C、D、F三種元素的原子序數(shù)之和為28，則C的原子序數(shù)=28-8-13=7，故C為N；D與H分別為同主族，則H為S；B與G同主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，處于ⅣA族，故B為C、G為Si，
（1）以上八種元素中的非金屬中Si的非金屬性最弱，其形成的最簡單氣態(tài)氫化物SiH₄穩(wěn)定性最弱，
電子層結(jié)構(gòu)相同核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層越多離子半徑越大，故離子半徑S^2-＞Na⁺＞Al³⁺，故答案為：SiH₄；S^2-；Na⁺；Al³⁺；
（2）一定條件下，氫氣與氮氣充分反應可生成氣體W為NH₃，其結(jié)構(gòu)式為；
由H、O兩元素可以組成X、Y兩種化合物，X在一定條件下可以分解生成Y，則X為H₂O₂、Y為H₂O，H₂O₂分子中O原子之間形成1對共用電子對，H原子與O原子之間形成1對共用電子對，其電子式：，
固體化合物Na₂O₂與化合物Na₂S的水溶液按物質(zhì)的量之比1：1反應生成單質(zhì)S，同時生成NaOH，該反應的離子方程式為Na₂O₂+2H₂O+S^2-=S+4Na⁺+4OH^-，
故答案為：；；Na₂O₂+2H₂O+S^2-=S+4Na⁺+4OH^-；
（3）二氧化硅與碳在高溫下反應生成CO與Si，化學反應方程式為：SiO₂+2C

高溫  .

2CO↑+Si，故答案為：SiO₂+2C

高溫  .

2CO↑+Si；
（4）在10L的密閉容器中，通入2mol SO₂氣體和1mol O₂氣體，一定溫度下反應后生成SO₃氣體，當反應達到平衡時，O₂的濃度為0.01mol?L^-1，則：
            2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
開始（mol/L）：0.2    0.1     0
變化（mol/L）：0.18   0.09    0.18
平衡（mol/L）：0.02   0.01    0.18
故平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率為

0.18mol/L

0.2mol/L

×100%=90%，
參加反應二氧化硫的物質(zhì)的量=0.18mol/L×10L=1.8mol，同時放出約177kJ的熱量，則2mol二氧化硫反應放出的熱量為177kJ×

2mol

1.8mol

=196.7kJ，該反應的熱化學方程式為：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.7kJ/mol，
此時該反應的平衡常數(shù)K=

0.182

0.022×0.01

=8100，
故答案為：90%；2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.7kJ/mol；8100．

點評：本題結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系綜合應用，涉及元素周期律、比較離子半徑、電子式、化學平衡及平衡常數(shù)有關(guān)計算、熱化學方程式等，難度中等，推斷元素是解題的關(guān)鍵，注意掌握化學平衡計算中三段式解題法應用．